Цифровой осциллограф для начинающих. Ч1

Что такое осциллограф и для каких целей он нужен, ты можешь узнать из предудщих статей: Как пользоваться осциллографом и для чего он вообще нужен. Часть I и Как пользоваться осциллографом и для чего он вообще нужен. Часть II

Если же тебе их читать лень, то скажу, что главная задача этого прибора в том, чтобы отобразить на экране изменение электрического сигнала с течением времени. Для этого на экране осциллографа размечена координатная система. Обычная декартова система, на которой имеются ось X и ось Y. По оси X отмечается время, а по оси Y — напряжение.

Всякие управляющие ручки и кнопочки, которые расположены вокруг экрана прибора предназначены для того, чтобы можно было настраивать отображение сигнала: масштаб по Х, масштаб по Y, триггеры и курсоры. Таким образом можно как бы отдалить или приблизить сигнал, чтобы рассмотреть его по лучше.

Хочу также заметить, что современный осциллограф отличается от своих предшественников тем, что представляет собой компьютер, который собирает, преобразует, анализирует и манипулирует измеренными значениями сигнала, поданного на вход.

Это современный вычислительный комплекс.

Осциллограф очень полезен при:

• Измерении частоты и амплитуды сигнала, что может сильно помочь при отладке создаваемой тобой схемы.
• Определении уровня шума в цепи
• Визуальном контроле формы сигнала
• Определение сдвига фаз между двумя сигналами
• …и другие способы применения. Например, анализ работы датчиков автомобиля.

Осциллографы применяются при создании, наладке, ремонте различных электронных приборов:от сотовых телефонов, до эл. цепей автомобильных двигателей. От гражданских до военных. Они нужны везде.

В дополнение к описанным выше возможностям, многие современные приборы имеют дополнительные функции, с помощью которых можно быстро узнать частоту сигнала, его амплитуду и многие другие характеристики. Некоторые приборы уже предоставляют возможность провести с сигналами в реальном времени различные математические преобразования или, например, быстрое преобразование фурье. В целом, осциллограф позволяет наблюдать на экране временные и физические характеристики сигнала. Вот как выглядит такое меню функций у Siglent SDS 1202X-E (38 параметров!):

На мой взгляд, это очень удобно и полезно. Поэтому следует все таки обращать свое внимание на современный инструментарий. Благодаря хорошим измерительным приборам можно сильно сократить время поиска неисправности. Особенно это касается осциллографа, который является единственными «глазами», которые позволяют заглянуть внутрь происходящего в электронной цепи и оценить временные и физические характеристики сигналов в этой цепи.

→ Временные характеристики:

Частота и период, скважность и коэфф. заполнения (Duty cycle), время спада и нарастания сигнала.

→ Физические характеристики:

Амплитуда,  максимум и минимум сигнала, средне квадратичное, среднее значение напряжения и т.д.

Принцип работы цифрового осциллографа

Цифровые осциллографы, в отличие от аналоговых, не повторяют получаемый сигнал сразу на экран, а предварительно его преобразовывают в «цифровую» форму. Для этого входной сигнал замеряется определённое число раз в секунду, затем прибор после некоторых преобразований этих данных реконструирует сигнал и отображает его на экране. Оцифровка выполняется помощью блока аналогово-цифрового преобразования. 

 

 

Ключевые характеристики цифрового осциллографа

Еще 5-6 лет назад большинство радиолюбителей (а некоторые и по сей день) пользовались приборами, которые остались ещё от СССР. В свое время это были замечательные приборы со своими плюсами и минусами. Но СССР уже нет более четверти века, а технологии продолжали развиваться, совершенствоваться и дешеветь. Теперь у нас есть возможность пользоваться современными цифровыми приборами с превосходными характеристиками.

Для того, чтобы научиться пользоваться современным цифровым осциллографом требуется освоить небольшой, но специфичный набор понятий и принципов, на основе которых строится его работа. Это по силам каждому. Приступим.

→ Полоса пропускания

Осциллографы (Oscilloscope, O-Scope) не могут измерять абсолютно любые сигналы. Все приборы имеют ограничения, которые определяют сигналы какой минимальной и максимальной частоты или амплитуды с помощью этого прибора могут быть измерены. А полоса пропускания — это как раз та характеристика прибора, которая говорит тебе какой диапазон частот может быть измерен этим прибором. Говоря про полосу пропускания осциллографов обычно имеют ввиду верхнюю границу, так как нижняя граница — это сигнал постоянного тока и его умеют рисовать абсолютно все приборы.

К слову, на самом деле при реальных измерениях диапазон ещё уже, чем заявляет полоса пропускания. В современных цифровых приборах сигнал проходит оцифровку и обработку, прежде чем попадёт на экран прибора. Существует определенная теоретическая база из-за которой производители советуют выбирать прибор таким образом, чтобы его полоса пропускания была в 3 раза больше, чем измеряемый синусоидальный сигнал в 4 или в 5 раз больше, если сигнал цифровой (т.е. всякие разные формы и виды прямоугольных сигналов).

Нижняя и верхняя границы полосы пропускания — это частоты среза сигнала. Сигнал начиная с частоты среза начинает ослабляеться в два (или на 3Дб = log₁₀2) и больше раз с ростом частоты.

→ Количество каналов

Многие современные осциллографы могут анализировать сразу несколько сигналов, отображая их на экране одновременно. Обычно прибор содержит от двух до четырех каналов. Тут важно знать как устроен конкретный осциллограф. Дело в том, что часто каналы разделяют между собой какие-нибудь общие ресурсы, что в итоге сказывается на общей производительности прибора при использовании сразу нескольких каналов.

→ Частота дискретизации (Sampling rate)

Эта характеристика касается только цифровых осциллографов. Она определяет сколько раз в ед. времени осциллограф считывает измеряемый сигнал. Для приборов, имеющих более одного канала, частота дискретизации может уменьшиться, если одновременно используется несколько каналов. Это зависит от конструкции конкретного прибора, но в большинстве случаев это работает так. В цифровых осциллографах частота дискретизации неразрывно связана с полосой пропускания.

Например, у моего Siglent SDS 1202X-E этот параметр равен 1х10^₉. Чем выше этот параметр, тем лучше, так как осциллограф получает больше информации о сигнале.

Вообще, этот пункт довольно важен. Для того, чтобы понять почему это так следует хотя бы слегка разобраться в процессе аналогово-цифрового преобразования. А значит пришло время достать из пыльного угла теории теорему Котельникова (теорема отсчетов), которую, на мой взгляд, довольно несправедливо иногда называют теоремой Шенона-Котельникова. Котельников доказал её в 1933г, когда Шенону было всего 17, а Найквист так и не доказал этой теоремы. Ладно, сосредоточимся на главном.

Важное значение этой теоремы заключается в том, что если проводить замеры сигнала (например, синусоиды) с частотой хотя бы 2 раза выше частоты этой синусоиды, тогда по этим измерениям можно будет восстановить исходный сигнал с минимальной потерей информации. Т.е. если замерять сигнал через интервал Δt, то мы сможем его гарантированно восстановить.

Таким образом частота дискретизации цифрового осциллографа является одним из факторов, определяющих максимальную частоту сигналов, которые мы сможем без потерь увидеть на экране. 

А что если интервал больше необходимого? Тогда получится что-то подобное:

Т.е. после восстановления окажется, что восстановлденный сигнал меньшую частоту, чем измеряемый сигнал. Мы также можем потерять некоторые детали сигнала. Например, краткие всплески. Таким образом получается, что для измерения сигнала 100Мгц требуется прибор с частотой дискретизации хотя бы 200Мгц. Но хватит ли такой частоты выборки на самом деле?

Пока что я рассматривал ситуацию идеального сигнала, который не содержит в себе частотных компонент, превышающих по частоте основную. частоту сигнала. Как например какой-нибудь прямоугольный сигнал, который содержит всебе множество компонент (гармоник) с частотами значительно выше основной частоты сигнала (но меньшей амплитуды).

В таком случае т. Котельникова говорит нам, что на практике частота дискретизации должна быть в 4-5 раз выше, чем верхняя граница полосы пропускания осциллографа. А значит для прибора с полосой до 200 Мгц частота дискретизации должна быть больше 800Мгц.

У меня Siglent SDS1202X-E с полосой пропускания 200Мгц и частотой выборки 1000Мгц (1Ггц или 1GSa/s) в режиме 1го канала. Так что, если надо посмотреть сигнал близкий к 200Мгц, то прибор в принципе справится. При условии, что будет использован только один канал. Если же задействовать для измерений сразу два канала, тогда полоса пропускания «сократится» до 100Мгц. Т.е. примерно до этой частоты сохранится соотношение между частотой выборки и частотой сигнала, которое позволит достаточно точно воспроизвести оцифрованный сигнал.

→ Эквивалентная частота дискретизации

Иногда не хватает реальной частоты дискретизации. Например, когда измеряется сигнал с частотой близкой к пределу полосы пропускания, а реальная частота дискретизации уже не соответствует условиям т. Котельникова. Тогда вступает в бой эквивалентная дискретизация. По факту, это чисто технический трюк, когда итоговая картинка конструируется на основе нескольких последовательных измерений. Но при этом каждое последующее измерение сигнала слегка смещено от предыдущего, чтобы получить больше точек для восстановления исходного сигнала.

Таким образом, если ты измеряешь сигнал 200МГц на осциллографе с полосой до 200МГц и частотой дискретизации 1 миллиард выборок в сек (1GSa/s), то тогда на один период сигнала ты получишь всего 5 измерений. В принципе, из т. Котельникова следует, что этого должно хватить, но для лучшей детализации лучше включить эквивалентную дискретизацию и тогда ты получишь вместо 1GSa/s уже 2 GSa/s (хоть и чисто алгоритмическим путем)

Более подробно о эквивалетной дискретизации и джиттере синхронизации вот в этой неплохой статье

→ Глубина памяти

Цифровые осциллограф по праву называются запоминающими (DSO = Digital Storage Oscilloscope), так как запоминают измеренный сигнал.  Точнее они сохраняют во временной памяти измеренные значения сигнала в отдельные моменты времени. На что влияет данный параметр? Чем больше глубина памяти, тем выше частота дискретизации по мере снижения скорости развертки – время/дел. Дело в том, что ниже скорость развертки, тем больше измеренных значений осциллографу приходится сохранять у себя в памяти для последующей обработки и отображении на экране. Так что в целом, чем больше глубина памяти, тем лучше. 

Однако, и здесь есть особый случай. При измерении на медленных значениях развертки может страдать скорость обновления осциллограм на экране, а также прибор может «подтормаживать», медленно реагируя на управление. Поэтому следует внимательно смотреть руководства и отзывы на желаемую модель прибора перед тем, как его купить. 
Довольна подробная статья по этой теме от Agilent Technologies

→ C

корость обновления сигналов на экране

Чем выше у прибора скорость обновления сигналов на экране, тем меньше у него величина мертвого времени, т. е. времени, которое требуется на обработку захваченных данных перед тем, как они будут выведены на экран. Понятно, что чем оно меньше, тем быстрее будут обновляться осциллограммы на экране цифрового осциллографа. Тем выше вероятность, что осциллограф захватит и вовремя покажет на экране какую-нибудь аномалию в сигнале. Конечно, в нашей радиолюбительской жизни это может и не играет особой роли, но тем не менее параметр довольно важный. 

→ Максимальное входное напряжение

Любая деталь или цепь имеет предельно-допустимое напряжение. Осциллограф не исключение. Если подать на его вход (не приняв доп. мер) напряжение, которое превышает максимально допустимое, то есть высокий шанс того, что прибор юудет поврежден. 

Для моего прибора максимальное напряжение в режиме щупа 1:1 равняется 40 вольт, а в режиме 1:10 около 400. Но, я бы не стал лезть щупом в цепь с напряженим 400В без доп. защиты и себя и прибора. Электричество шуток не любит и премию Дарвина может выписать в милисекунду =)

В этой вводной статье я хотел показать, что ничего страшного в цифровых осциллографах нет, но для того чтобы эффективно их использовать в своей домашней лаборатории следует понимать как они устроены, идеи, на основе которых они созданы, а также понимать какие характеристики прибора являются существенными. На что следует смотреть при покупке осциллографа. В следующей части я продолжу рассказ о цифровых осциллографах. 

 

Осциллограф для начинающих, эксперименты с усилительным каскадом

Ну что же, теперь после того как мы разобрались с органами управления осциллографа С1-65 (Что такое осциллограф и как им пользоваться), посмотрели как выглядят наводки переменного тока в вашем теле и прямоугольные импульсы калибратора («РК-08-2016»), можно переходить к практическим измерениям.

Подготовка и теория

Но, прежде всего для осциллографа нужны щупы. Хорошо, если ваш прибор уже с щупами, а если нет, — их нужно сделать. Щупы подключаются с помощью коаксиального разъема СР-50-74П.

Если такого разъема нет, можно взять обычный кабель типа РК-75 (для телеантенн) и разделать его оба конца. Затем, нужно подобрать гвоздик (или проволочку) такой толщины чтобы он плотно вставлялся в центральное отверстие входного разъема (Y) и припаять к шляпке этого гвоздика проводник центральной жилы кабеля. Экранированную оплетку примотать к клемме заземления («корпуса») возле этого разъема. На втором конце можно припаять «крокодилы» или просто их облудить и подключать пайкой.

Начнем с измерения постоянного напряжения. Включите осциллограф, переключатель входа (смотри рисунок в «РК08-2016, на стр. 44) переключите в положение «импульсный» (крайне левое положение), переключатель развертки установите на «х1», а ручку «время/деление» так, чтобы на экране была линия, а не бегущая точка (например, на «0,5mS»).

Ручкой «Баланс» поставьте линию на нулевую (среднюю) линию экрана, а переключатель «V/деление» в зависимости от того, какие напряжения вы планируете измерять (например, на «2V/дел.»).

Рис. 1. Диаграмма 1.

Рис. 2. Диаграмма 2.

Подключите к щупам осциллографа выход лабораторного источника питания (или другого источника постоянного напряжения), сначала, минусом к оплетке кабеля, а плюсом к центральной жиле. Линия отклонится вверх, например, если напряжение 5V, а масштаб выбран 2V/дел. , то линия отклонится на 2,5 деления вверх, как показано на рисунке 1 (то есть, 2,5х2V=5V).

Если напряжение будет отрицательным (минус на центральную жилу, а плюс на оплетку), линия отклонится вниз от нулевой отметки (рис. 2). Конечно, пользоваться осциллографом как вольтметром постоянного тока, мягко говоря, нерационально. Цифровой мультиметр для этого более подходит (и компактней, и показания считывают точнее).

Схема подключения

Достоинства осциллографа проявляются при анализе переменного или импульсного напряжений, а так же, переменных с постоянной составляющей. На рисунке 3 показана схема простого усилительного каскада на транзисторе с общим эмиттером.

Предположим усилитель находится в состоянии покоя (на его вход сигнал не поступает). Тогда на коллекторе транзистора будет некоторое постоянное напряжение, допустим, 2V. Осциллограф, включенный между общим минусом и коллектором данного транзистора покажет постоянное напряжение 2V (рис.4). Но если, на вход усилителя подать синусоидальный сигнал, то он, усилившись, будет тоже присутствовать на коллекторе.

На рисунке 5 показано как это будет выглядеть на экране осциллографа. Здесь, величина «а», — это величина постоянной составляющей, а величина «Ь» — переменная составляющая.

В реальном случае, «змейку-синусоиду» можно с первого раза и не увидеть, — на экране может быть видна смещенная (на величину постоянной составляющей) размытая широкая линия, состоящая из пестрящих черточек или нескольких бегущих синусоид, наложенных друг на друга (рис. 6). В таком случае нужно отрегулировать развертку ручками «время/деление» и «уровень», так чтобы появилась неподвижная четкая синусоида.

Рис. 3. Схема подключения кабеля.

На коллекторе транзистора нашего усилительного каскада (рис. 3) переменная составляющая значительно меньше постоянной. Поэтому, просматривая на экране осциллографа одновременно и переменную и постоянную составляющие (рис. 5) амплитуда переменной получается меньше клетки, и её очень трудно определить.

Рис. 4. Диаграмма 4.

Рис. 5. Диаграмма 5.

Рис. 6. Диаграмма 6.

Рис. 7. Диаграмма 7.

Рис. 8. Диаграмма 8.

Рис. 9. Диаграмма 9.

Чтобы лучше рассмотреть переменную составляющую нужно переключить вход осциллографа на переменный ток (рычажок — в крайне правое положение). Теперь на входе осциллографа подключится конденсатор, который не пропустит постоянный ток. Наша синусоида опустится в центр экрана (рис. 7). Если при этом сорвется синхронизация, — покрутите ручку «уровень».

Переключателем «V/деление» можно растянуть синусоиду вверх так, чтобы она занимала несколько клеток по вертикали. Предположим, при масштабе 0,2V/деление, синусоида по вертикали заняла четыре клетки (рисунок 8.).

Теперь можно вычислить размах: 0,2V х 4 = 0,8V, а вот амплитуда колебаний будет в два раза меньше, то есть, только высота отрицательной или положительной полуволны: 0,2V х 2 = 0,4V. Чтобы узнать эффективное значение (которое показывает вольтметр переменного тока), нужно амплитуду умножить на V2.

Теперь нужно узнать период колебаний. Растяните синусоиду по горизонтали переключателем «время / деление», так чтобы на был виден один целый период (рис. 9). Допустим, при «0,1 mS / деление» целый период занял десять клеточек по горизонтали. Теперь находим период: 0,1 mS х10 = 1mS. Таким образом, размах колебаний 0,8V, амплитуда 0,4V, а период 1mS.

Литература: 1. РК-09-2007.

Цифровой осциллограф для начинающих. Часть I. | Электроника шаг за шагом

Ставьте лайк и подписывайтесь на канал МП16! И вы всегда будете в курсе новых публикаций!

Ставьте лайк и подписывайтесь на канал МП16! И вы всегда будете в курсе новых публикаций!

Что такое осциллограф и для каких целей он нужен, ты можешь узнать из статей: Как пользоваться осциллографом и для чего он вообще нужен. Часть I и Как пользоваться осциллографом и для чего он вообще нужен. Часть II

Если же тебе лень их читать, то скажу, что главная задача этого прибора в том, чтобы отобразить на экране изменение электрического сигнала с течением времени. Для этого на экране осциллографа размечена координатная система. Обычная декартова система, на которой имеются ось X и ось Y. По оси X отмечается время, а по оси Y — напряжение.

Всякие управляющие ручки и кнопочки, которые расположены вокруг экрана прибора предназначены для того, чтобы можно было настраивать отображение сигнала: масштаб по Х, масштаб по Y, триггеры и курсоры. Таким образом можно как бы отдалить или приблизить сигнал, чтобы рассмотреть его по лучше.

Хочу также заметить, что современный осциллограф отличается от своих предшественников тем, что представляет собой компьютер, который собирает, преобразует, анализирует и манипулирует измеренными значениями сигнала, поданного на вход. Это современный вычислительный комплекс.

Осциллограф очень полезен при:

• Измерении частоты и амплитуды сигнала, что может сильно помочь при отладке создаваемой тобой схемы.
• Определении уровня шума в цепи
• Визуальном контроле формы сигнала
• Определение сдвига фаз между двумя сигналами
• . ..и другие способы применения. Например, анализ работы датчиков автомобиля.

Осциллографы применяются при создании, наладке, ремонте различных электронных приборов:от сотовых телефонов, до эл. цепей автомобильных двигателей. От гражданских до военных. Они нужны везде.

В дополнение к описанным выше возможностям, многие современные приборы имеют дополнительные функции, с помощью которых можно быстро узнать частоту сигнала, его амплитуду и многие другие характеристики. Некоторые приборы уже предоставляют возможность провести с сигналами в реальном времени различные математические преобразования или, например, быстрое преобразование фурье. В целом, осциллограф позволяет наблюдать на экране временные и физические характеристики сигнала. Вот как выглядит такое меню функций у Siglent SDS 1202X-E (38 параметров!):

На мой взгляд, это очень удобно и полезно. Поэтому следует все таки обращать свое внимание на современный инструментарий. Благодаря хорошим измерительным приборам можно сильно сократить время поиска неисправности. Особенно это касается осциллографа, который является единственными «глазами», которые позволяют заглянуть внутрь происходящего в электронной цепи и оценить временные и физические характеристики сигналов в этой цепи.

→ Временные характеристики:

Частота и период, скважность и коэфф. заполнения (Duty cycle), время спада и нарастания сигнала.

→ Физические характеристики:

Амплитуда,  максимум и минимум сигнала, средне квадратичное, среднее значение напряжения и т.д.

Принцип работы цифрового осциллографа

Цифровые осциллографы, в отличие от аналоговых, не повторяют получаемый сигнал сразу на экран, а предварительно его преобразовывают в «цифровую» форму. Для этого входной сигнал замеряется определённое число раз в секунду, затем прибор после некоторых преобразований этих данных реконструирует сигнал и отображает его на экране. Оцифровкавыполняется помощью блока аналогово-цифрового преобразования. 

Ключевые характеристики цифрового осциллографа

Еще 5-6 лет назад большинство радиолюбителей (а некоторые и по сей день) пользовались приборами, которые остались ещё от СССР. В свое время это были замечательные приборы со своими плюсами и минусами. Но СССР уже нет более четверти века, а технологии продолжали развиваться, совершенствоваться и дешеветь. Теперь у нас есть возможность пользоваться современными цифровыми приборами с превосходными характеристиками.

Для того, чтобы научиться пользоваться современным цифровым осциллографом требуется освоить небольшой, но специфичный набор понятий и принципов, на основе которых строится его работа. Это по силам каждому. Приступим.

→ Полоса пропускания

Осциллографы (Oscilloscope, O-Scope) не могут измерять абсолютно любые сигналы. Все приборы имеют ограничения, которые определяют сигналы какой минимальной и максимальной частоты или амплитуды с помощью этого прибора могут быть измерены. А полоса пропускания — это как раз та характеристика прибора, которая говорит тебе какой диапазон частот может быть измерен этим прибором. Говоря про полосу пропускания осциллографов обычно имеют ввиду верхнюю границу, так как нижняя граница — это сигнал постоянного тока и его умеют рисовать абсолютно все приборы.

К слову, на самом деле при реальных измерениях диапазон ещё уже, чем заявляет полоса пропускания. В современных цифровых приборах сигнал проходит оцифровку и обработку, прежде чем попадёт на экран прибора. Существует определенная теоретическая база из-за которой производители советуют выбирать прибор таким образом, чтобы его полоса пропускания была в 3 раза больше, чем измеряемый синусоидальный сигнал в 4 или в 5 раз больше, если сигнал цифровой (т.е. всякие разные формы и виды прямоугольных сигналов).

Нижняя и верхняя границы полосы пропускания — это частоты среза сигнала. Сигнал начиная с частоты среза начинает ослабляеться в два (или на 3Дб = log102) и больше раз с ростом частоты.

→ Количество каналов

Многие современные осциллографы могут анализировать сразу несколько сигналов, отображая их на экране одновременно. Обычно прибор содержит от двух до четырех каналов. Тут важно знать как устроен конкретный осциллограф. Дело в том, что часто каналы разделяют между собой какие-нибудь общие ресурсы, что в итоге сказывается на общей производительности прибора при использовании сразу нескольких каналов.

→ Частота дискретизации (Sampling rate)

Эта характеристика касается только цифровых осциллографов. Она определяет сколько раз в ед. времени осциллограф считывает измеряемый сигнал. Для приборов, имеющих более одного канала, частота дискретизации может уменьшиться, если одновременно используется несколько каналов. Это зависит от конструкции конкретного прибора, но в большинстве случаев это работает так. В цифровых осциллографах частота дискретизации неразрывно связана с полосой пропускания. Например, у моего Siglent SDS 1202X-E этот параметр равен 1х109. Чем выше этот параметр, тем лучше, так как осциллограф получает больше информации о сигнале.

Вообще, этот пункт довольно важен. Для того, чтобы понять почему это так следует хотя бы слегка разобраться в процессе аналогово-цифрового преобразования. А значит пришло время достать из пыльного угла теории теорему Котельникова (теорема отсчетов), которую, на мой взгляд, довольно несправедливо иногда называют теоремой Шенона-Котельникова. Котельников доказал её в 1933г, когда Шенону было всего 17, а Найквист так и не доказал этой теоремы. Ладно, сосредоточимся на главном.

Важное значение этой теоремы заключается в том, что если проводить замеры сигнала (например, синусоиды) с частотой хотя бы 2 раза выше частоты этой синусоиды, тогда по этим измерениям можно будет восстановить исходный сигнал с минимальной потерей информации. Т.е. если замерять сигнал через интервал Δt, то мы сможем его гарантированно восстановить.

Таким образом частота дискретизации цифрового осциллографа является одним из факторов, определяющих максимальную частоту сигналов, которые мы сможем без потерь увидеть на экране. 

А что если интервал больше необходимого? Тогда получится что-то подобное:

Т.е. после восстановления окажется, что восстановлденный сигнал меньшую частоту, чем измеряемый сигнал. Мы также можем потерять некоторые детали сигнала. Например, краткие всплески. Таким образом получается, что для измерения сигнала 100Мгц требуется прибор с частотой дискретизации хотя бы 200Мгц. Но хватит ли такой частоты выборки на самом деле?

Пока что я рассматривал ситуацию идеального сигнала, который не содержит в себе частотных компонент, превышающих по частоте основную. частоту сигнала. Как например какой-нибудь прямоугольный сигнал, который содержит всебе множество компонент (гармоник) с частотами значительно выше основной частоты сигнала (но меньшей амплитуды). В таком случае т. Котельникова говорит нам, что на практике частота дискретизации должна быть в 4-5 раз выше, чем верхняя граница полосы пропускания осциллографа. А значит для прибора с полосой до 200 Мгц частота дискретизации должна быть больше 800Мгц.

У меня Siglent SDS1202X-E с полосой пропускания 200Мгц и частотой выборки 1000Мгц (1Ггц или 1GSa/s) в режиме 1го канала. Так что, если надо посмотреть сигнал близкий к 200Мгц, то прибор в принципе справится. При условии, что будет использован только один канал. Если же задействовать для измерений сразу два канала, тогда полоса пропускания «сократится» до 100Мгц. Т.е. примерно до этой частоты сохранится соотношение между частотой выборки и частотой сигнала, которое позволит достаточно точно воспроизвести оцифрованный сигнал.

→ Эквивалентная частота дискретизации

Иногда не хватает реальной частоты дискретизации. Например, когда измеряется сигнал с частотой близкой к пределу полосы пропускания, а реальная частота дискретизации уже не соответствует условиям т. Котельникова. Тогда вступает в бой эквивалентная дискретизация. По факту, это чисто технический трюк, когда итоговая картинка конструируется на основе нескольких последовательных измерений. Но при этом каждое последующее измерение сигнала слегка смещено от предыдущего, чтобы получить больше точек для восстановления исходного сигнала.

Таким образом, если ты измеряешь сигнал 200МГц на осциллографе с полосой до 200МГц и частотой дискретизации 1 миллиард выборок в сек (1GSa/s), то тогда на один период сигнала ты получишь всего 5 измерений. В принципе, из т. Котельникова следует, что этого должно хватить, но для лучшей детализации лучше включить эквивалентную дискретизацию и тогда ты получишь вместо 1GSa/s уже 2 GSa/s (хоть и чисто алгоритмическим путем)

Более подробно о эквивалетной дискретизации и джиттере синхронизации вот в этой статье

→ Глубина памяти

Цифровые осциллограф по праву называются запоминающими (DSO = Digital Storage Oscilloscope), так как запоминают измеренный сигнал.  Точнее они сохраняют во временной памяти измеренные значения сигнала в отдельные моменты времени. На что влияет данный параметр? Чем больше глубина памяти, тем выше частота дискретизации по мере снижения скорости развертки – время/дел. Дело в том, что ниже скорость развертки, тем больше измеренных значений осциллографу приходится сохранять у себя в памяти для последующей обработки и отображении на экране. Так что в целом, чем больше глубина памяти, тем лучше. 

Однако, и здесь есть особый случай. При измерении на медленных значениях развертки может страдать скорость обновления осциллограм на экране, а также прибор может «подтормаживать», медленно реагируя на управление. Поэтому следует внимательно смотреть руководства и отзывы на желаемую модель прибора перед тем, как его купить. 
Довольна подробная статья по этой теме от Agilent Technologies

→ C

корость обновления сигналов на экране

Чем выше у прибора скорость обновления сигналов на экране, тем меньше у него величина мертвого времени, т.е. времени, которое требуется на обработку захваченных данных перед тем, как они будут выведены на экран. Понятно, что чем оно меньше, тем быстрее будут обновляться осциллограммы на экране цифрового осциллографа. Тем выше вероятность, что осциллограф захватит и вовремя покажет на экране какую-нибудь аномалию в сигнале. Конечно, в нашей радиолюбительской жизни это может и не играет особой роли, но тем не менее параметр довольно важный. 

→ Максимальное входное напряжение

Любая деталь или цепь имеет предельно-допустимое напряжение. Осциллограф не исключение. Если подать на его вход (не приняв доп. мер) напряжение, которое превышает максимально допустимое, то есть высокий шанс того, что прибор юудет поврежден. 

Для моего прибора максимальное напряжение в режиме щупа 1:1 равняется 40 вольт, а в режиме 1:10 около 400. Но, я бы не стал лезть щупом в цепь с напряженим 400В без доп. защиты и себя и прибора. Электричество шуток не любит и премию Дарвина может выписать в милисекунду =)

В этой вводной статье я хотел показать, что ничего страшного в цифровых осциллографах нет, но для того чтобы эффективно их использовать в своей домашней лаборатории следует понимать как они устроены, идеи, на основе которых они созданы, а также понимать какие характеристики прибора являются существенными. На что следует смотреть при покупке осциллографа. В следующей части я продолжу рассказ о цифровых осциллографах. 

Выбираем бюджетный карманный осциллограф / Хабр

Приветствую!

Добавляю небольшую статью на тему выбора домашнего компактного осциллографа начального уровня для работы и хобби.

Почему речь пойдет про карманные и компактные — потому что это самые бюджетные варианты. Настольные осциллографы – это более громоздкие, функциональные устройства, и, как правило, достаточно дорогие модели ($200-400 и дороже) на 4 канала со множеством функций.
А вот компактные модели на 1 канал для простых измерений и оценки формы сигнала можно приобрести буквально за $20…$40.

Итак, основные технические характеристики карманных осциллографов — это рабочая полоса, которая измеряется в МГц, а также частота дискретизации, которая напрямую влияет на качество измерений.

В статье постараюсь описать осциллографы, которые лично были в руках и дать небольшие плюсы и минусы данных моделей.

Начальный вариант, через который прошли многие радиолюбители — это осциллограф на базе микроконтроллера ATmega, на Али есть множество вариантов, в том числе для самостоятельной сборки, например, DSO138. Его развитие на базе микроконтроллера STM32 называется DSO150.

Осциллограф DSO150 — это неплохой осциллограф для радиолюбителя начального уровня. В комплекте есть щуп Р6020. Сам осциллограф имеет полосу около 200кГц. Построен на базе STM32, АЦП до 1М семплов. Хороший вариант для проверки простых блоков питания (ШИМ) и аудиотрактов. Подойдет для начинающих, например, для исследования звуковых сигналов (настройке усилителя и т.п.). Из минусов отмечу невозможность сохранить картинку осциллограммы, а также небольшую полосу пропускания.

Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 1 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 200 кГц
• Диапазон чувствительности: 5 – 20 мВ/дел
• Максимальное входное напряжение: 50 В макс. (1х щуп)
• Временной диапазон развёртки: 500с/дел– 10 мкc/дел

При желании можно найти еще дешевле не распаянный вариант. Подойдет для обучения пайки «со смыслом».

Но хобби быстро прошло, перешел к серьезным моделям.

В начале 2018 года попался один из популярных вариантов осциллографов начального уровня — простой, но неплохой осциллографический пробник — DSO188.

Осциллограф DSO188 — простой «показометр» с одним каналом, без памяти, но с цветным дисплеем, аккумулятором 300mAh и очень маленький по размерам. Его плюс именно в компактности и портативности, а полосы частот хватит для большинства приложений (например, настройка звукотехники).

При небольшой стоимости ($30) он отображает сигналы с частотой 1МГц (семплирование 5MSA/s). Для работы используются MMCX щупы, но в комплекте есть адаптер MMCX-BNC. Установлен отдельный АЦП на 5MSPS, полоса до 1МГц, корпус сборный из панелей, что очень даже неплохо выглядит. В плюсах отмечу компактные размеры и приличную полосу, по сравнению с DSO150 (1МГц), а также компактные размеры. Очень удобно использовать вместе с обычным тестером. Легко помещается в карман. Из минусов — корпус имеет открытую конструкцию, не защищенную от внешних воздействий (нужно дорабатывать), а также отсутствие возможности перенести на компьютер сохраненные снимки. Наличие коннектора MMCX это удобно, но для полноценной работы потребуется адаптер на BNC или специальные щупы. За свои деньги это очень хороший вариант начального уровня.

Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 5 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 1 МГц
• Диапазон чувствительности: 50 mV/div ~ 200 V/div
• Максимальное входное напряжение: 40 V (1X щуп), 400 V (10X щуп). Встроенного аттенюатора сигнала нет.
• Временной диапазон развёртки: 100mS/div ~ 2uS/div

Если одного мегагерца мало, можно посмотреть в сторону карманных осциллографов в корпусе с BNC коннектором, например, недорогой карманный осциллограф DSO FNISKI PRO.

Это очень хороший вариант за свои деньги. Полоса 5МГц (синус). Есть возможность сохранения графиков во внутреннюю память устройства.

Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 20 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 5 МГц
• Диапазон чувствительности: 50 mV/div ~ 200 V/div
• Максимальное входное напряжение: 40 V (1X щуп), 400 V (10X щуп). Встроенного аттенюатора сигнала нет.
• Временной диапазон развёртки: 50S/div ~ 250nS/div

Есть вариант DSO FNISKI PRO с BNC-крокодилами.

Есть вариант DSO FNISKI PRO с щупом 10х P6010 (с полосой до 10МГц).

Я бы взял первый вариант (с крокодилами) и докупил бы щупы отдельно. Ссылка на щупы есть ниже.

По результатам использования отмечу удобный корпус, большой дисплей. Тестовый сигнал на 5МГц (синус) показывает без особых проблем, другие периодические и апериодические сигналы нормально показывает до 1 МГц.

Если полоса выше 1МГЦ не критична, и не требуется работать с большими напряжениями, то DSO FNIRSI PRO c BNC коннектором — хороший выбор. Он использует стандартные щупы и может применяться как быстрый карманный осциллографический пробник — потыкать и посмотреть, жив ли обмен, микросхема и т.п. А потом топать за большим осциллографом, либо нести пациента на стол и вскрывать.

А вот если требуется полоса еще чуть больше — обратите внимание на недорогой осциллографический пробник DSO168

Осциллограф DSO168 имеет необычный дизайн, смахивающий на популярные МР3 плееры. Это одновременно и плюс (металлический стильный корпус), и минус устройства. Не самый удачный выбор разъема — MiniUSB для зарядки аккумулятора. А также отмечу подключение через джек 3.5 мм — самый главный минус данной модели.

Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 50 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 20 МГц
• Диапазон чувствительности: 50 mV/div ~ 200 V/div
• Максимальное входное напряжение: 40 V (1X щуп)
• Временной диапазон развёртки: 100S/div ~ 100nS/div

DSO168 — интересный прибор за свою стоимость.

Гораздо лучше огромного количества подобных DSО138, которые строятся на базе микроконтроллеров со встроенным АЦП (200kHz).

В данной модели DSO168 установлен отдельный АЦП AD9283, который обеспечивает уверенный анализ сигналов до 1МГц. До 8 МГц можно использовать данный прибор, но как «отображалку» сигналов, без каких либо серьезных измерений. А вот до 1МГц — без проблем.

В комплекте идет стандартный щуп Р6100 BNC, а также адаптер с джека 3.5мм на BNC.

Осциллограф DSO168 имеет полосу 20МГЦ (при частоте семплирования 60MSA/s), не самый удачный, но более-менее аккуратный корпус аля iPod, встроенный аккумулятор 800 мАч (может питаться от USB). Сходство с плеером добавляют щупы через джек 3,5 мм (есть адаптер BNC-3.5mm). Памяти для сохранения осциллограмм — нет. Отмечу конструктивный просчет — джек 3,5 мм не предназначен для передачи СВЧ сигналов, присутствуют искажения формы сигнала на частотах более 1МГц. Так что устройство интересное, но я бы выбрал другой вариант.

Далее предлагаю посмотреть еще одну недорогую модель осциллографа DSO338 с полосой 30МГц.
Карманный осциллограф DSO 338 FNISKI 30MHZ

Это карманный аккумуляторный осциллограф на один канал с частотой семплирования аж 200Msps. Характеристики неплохие, многим такой модели хватает за глаза. В наличии один канал, дисплей имеет хорошие углы обзора, время работы до 8 часов с одного заряда непрерывно.

Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 200 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 30 МГц
• Диапазон чувствительности: 50 mV/div ~ 200 V/div
• Максимальное входное напряжение: 40 V (1X щуп), 400 V (10X щуп). Встроенного аттенюатора сигнала нет.
• Временной диапазон развёртки: 100mS/div ~ 125nS/div

Для измерений используется стандартный щуп P6100 BNC.

Осциллограф достаточно хорошо себя показывает на частотах более 10-20 МГц.

Хороший вариант, но, учитывая его стоимость, можно посмотреть и другие модели.
Например, чуть дороже можно приобрести мощный осциллограф FNIRSI-5012H 100МГц

Новая модель и один из лучших за свои деньги – одноканальный 100-МГцовый осциллограф с памятью. Частота семплирования достигает 500 Msps.

Осциллограф является одним из самых «мощных» и «навороченных» в своем ценовом диапазоне. Имеется 1 канал BNC, но осциллограф может отображать синусоидальный сигнал до 100МГц. Другие периодические и апериодические сигналы нормально смотрятся до 70-80 МГц.
В комплекте с осциллографом есть неплохой щуп Р6100 с делителем 10х и полосой до 100МГц, а также кейс для хранения и переноски.

Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 500 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 100 МГц
• Диапазон чувствительности: 50 mV/div ~ 100 V/div
• Максимальное входное напряжение: 80 V (1X щуп), 800 V (10X щуп). Встроенного аттенюатора сигнала нет.
• Временной диапазон развёртки: 50S/div ~ 6nS/div

Осциллограф справляется с сигналами не хуже, чем старший собрат Rigol.

Отмечу отсутствие связи с компьютером (отчасти это не минус, так как нет необходимости осуществлять гальваническую развязку), а также наличие всего одного канала для измерения.

DSO Fniski 100MHz — это хороший выбор, особенно если нет подходящего прибора и остро стоит вопрос стоимости. Если есть возможность добавить — лучше добавить и взять что-то на два канала и с возможностью сохранения результатов.

Переносной осциллограф 3-в-1 HANTEK 2C42 40МГц

Хит 2019 года — портативный осциллограф с частотой 40 МГц (есть модель 2C72 до 70МГЦ) на два канала и с генератором частоты. Встроенный мультиметр. Поставляется с сумкой для переноски. Цена от $99.

В комплекте есть все необходимое + кейс для переноски. Частота оцифровки до 250MSa/s — это самый лучший результат для портативных осциллографов. Существуют версии 2С42/2С72 без встроенного генератора, но они не так интересны с точки зрения цены и функционала.

Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 250 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 40 МГц
• Диапазон чувствительности: 10 mV/div ~ 10 V/div
• Максимальное входное напряжение: 60 V (1X щуп), 600 V (10X щуп).
• Временной диапазон развёртки: 500S/div ~ 5nS/div

Осциллограф чуть дороже предыдущих, но модель 2Dx2 оснащена генератором частоты. На фото ниже показана генерация синусоидального сигнала частотой 1 МГц.

В остальном, Hantek не хуже своих старших собратьев. Отмечу наличие встроенного мультиметра, что делает данную модель устройством 3-в-1.

Осциллографы, которые у меня есть закончились, но я отмечу еще одну модель, которая имеет право на жизнь. В этом ценовом диапазоне есть удобная и качественная модель портативного осциллографа JDS6031 1CH 30M 200MSPS.

Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 200 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 30 МГц
• Диапазон чувствительности: 10 mV/div ~ 10 V/div
• Максимальное входное напряжение: 60 V (1X щуп), 600 V (10X щуп).
• Временной диапазон развёртки: 500S/div ~ 5nS/div

Рекомендую обратить внимание на полезные аксессуары для осциллографа:

Щуп Р6100 100МГц с компенсацией емкости и делителем 10х ($5)
Щуп Р2100 100МГц с компенсацией емкости и делителем 10х копия Tectronix ($7)
Щуп Р4100 100МГц 2кВ с компенсацией емкости и делителем 100х ($10)
Пассивный аттенюатор сигнала Hantek HT201 для осциллографа 20:1 BNC для измерений напряжения до 800Вольт ($4)

Подобные портативные девайсы — то, что я часто использую. Очень удобно, особенно при настройке различных приборов, проверке, пуско-наладке. Могу рекомендовать брать вариант DSO150, а еще лучше, похожий DSO138 (200kHz) в варианте DIY для обучения пайки и азам радиоэлектроники. Из функциональных моделей отмечу DSO Fniski 100MHz, как осциллограф с самым лучшим соотношением цена/рабочая полоса, а также Hantek 2D72 как самый функциональный (3-в-1).

Как пользоваться осциллографом

По распространенности и востребованности осциллограф — следующий по популярности после мультиметра прибор, применяющийся в электрике и радиоэлектронике. По своей сути, это модифицированный вольтметр, посредством которого можно не только произвести замер напряжения, но и подвергнуть анализу его форму, обнаружить неисправности в схеме и определить меры по их устранению. В статье расскажем, как пользоваться осциллографом, рассмотрим принцип работы устройства.

Устройство и общий принцип работы

Не рассматривая подробности устройства прибора, которые кроме разработчиков, в принципе, пользователям не нужны, можно обойтись описанием его элементов и их функционального предназначения.

Современные осциллографы — высокоточные измерительные приборы, позволяющие определить множество параметров сигнала

Основной элемент осциллографа — дисплей, отображающий импульсы. Экран разделен на прямоугольники, масштаб которых можно задать посредством специальных регуляторов. Отображающиеся на дисплее импульсы подлежат прочтению таким образом. Клетки, размещенные вертикально между нижней и верхней границами импульсов показывают в заданном масштабе напряжение измеренного сигнала. Клетки по горизонтали передают параметры времени. Зная период одного импульсного колебания, можно без проблем вычислить его частоту. Само же отображение сигнала на экране прибора получило название «осциллограмма».

Производится множество моделей осциллографов, от простых, использующихся в быту, до самых сложных. Простейшие устройства обладают одним каналом, с единственным сигнальным щупом заземления. Приборы более сложные имеют два канала, самые «продвинутые» осциллографы могут иметь до 6 каналов. Количество каналов свидетельствует о способности прибора выполнять анализ соответствующего числа сигналов, проводить их сравнение между собой.

Совет #1. Если щупы не подсоединены, дисплей осциллографа показывает лишь единственную, проходящую по горизонтали, «нулевую» линию, которая свидетельствует о 0 В на входе прибора.

При подключении щупа к какому либо источнику питания, линия обязательно покажет имеющееся напряжения, подскочив в соответствии с заданным масштабом на определенное количество клеток. Если щуп подключается к «+», то линия поднимается вверх, а если к «-», то на такое же число клеток вниз. Читайте также статью: → «Осциллограф для ремонта бытовой техники: критерии выбора».

Сфера применения осциллографа

Осциллографы получили широкое распространение не только в промышленности, но и в медицине

Область использования устройств очень широка. Просмотр поведения сигнала электротока позволяет за короткое время диагностировать и произвести своевременный ремонт любого электрического прибора.

Посредством осциллографа возможно:

• определить параметры времени и напряжения сигнала, выполнить расчет частоты;
• отслеживать изменения формы сигнала и анализировать его природу;
• выявлять искажения на нужных участках цепи;
• определять сдвиг фаз;
• определять отношение шумов к полезному сигналу, выявлять характер шума.

Для определения всех параметров при помощи мультиметра работа может затянуться на несколько часов, тогда как посредством осциллографа все измерения можно выполнить за несколько минут. Помимо этого, многие неисправности можно определить только при помощи осциллографа. Прибор способен измерять в секунду порядка миллиона измерений, потому даже кратковременные нарушения нормального функционирования оборудования им буду зафиксированы.

Осциллографы применяются практически во всех сферах деятельности человека, в том числе:

• в радиоэлектронике;
• автомобилестроении;
• судостроении;
• авиации;
• ремонтных мастерских различного назначения;
• быту и хозяйственных целях.

Как правильно настроить осциллограф?

Способы усиления сигнала

Осциллографы любого типа и марки оснащены регулятором сигнала, посредством которого изменяется масштаб выводящегося на экран изображения. Например, если задать масштаб напряжения 1 В на 1 клетку и выстроить экран высотой в 10 клеток, то сигнал, передающий напряжение в 30 В будет не заметен. И в обратном случае — для того, чтобы просмотреть осциллограмму низкого напряжения, требуется увеличение масштаба.

Совет #2. Для устранения «невидимости» сигнала необходимо выстроить масштаб в соответствии с измеряемыми величинами.

Принцип работы регулятора развертки

Принцип работы регулятора развертки аналогичен функции регулятора напряжения, только действия он производит с горизонтальной осью — осью времени, изменяя число миллисекунд, приходящихся на одну клетку. При уменьшении значения развертки имеется возможность более подробного изучения малых участков выведенного на экран сигнала.

Для анализа цикличности сигнала величину развертки необходимо увеличить. Сигнал на экране «развернется» и теперь появится возможность с его помощью определить значения частоты, типа и других параметров.

Блок управления параметрами синхронизации

Осциллограмма выводится на экран до тех пор, пока последний не закончится, после картинка начинается по новой. Так как график показывается с высокой скоростью, то экран показывает изображение в движении либо что-то непонятное. Причина этого достаточно просто: новые линии накладываются на уже показанные старые с неизбежным смещением и по вертикальной, и по горизонтальной оси.

Для устранения непонятных входных сигналов и служит блок управления параметрами синхронизации. Таким образом, если принять напряжение синхронизации за 0 В при изучении синусоидального сигнала, то его отрисовка будет представлена, начиная именно с этого значения напряжения, а закончится только тогда, когда закончится экран. После этого отрисовка будет повторять прошедший путь только с очередного «нуля», показывая стабильную и ровную картинку. При этом все изменения напряжения станут четкими и сразу заметными.

В простейшем виде блок синхронизации оснащен двумя регулирующими элементами. Первый из них служит для изменения настроек стартового напряжения, второй — для выбора типа запуска. Посредством второго переключателя имеется возможность задания важнейшего параметра: будет ли картинка начинаться при падении синусоиды до 0 В, либо наоборот, при ее возрастании до нуля. В большинстве типов отечественных осциллографов позиции регуляторов называются «Фронт» и «Спад».

В моделях более сложного типа имеются и иные параметры синхронизации. Например, прибор может синхронизироваться не подлежащим измерению сигналом, с иными внешними сигналами, а также сигналом, поступающим из электросети. Стабилизация по таким параметрам важна при измерении специфических сигналов, измерять цикличность которых другими способами невозможно. Читайте также статью: → «Способы проверки напряжения в розетке при помощи различных приборов».

Какой осциллограф выбрать?

В наши дни существует огромный выбор моделей и типов осциллографов, но однозначно отдать предпочтение какому-либо прибору невозможно. В первую очередь устройства разделяются на два огромных семейства:

• электронно-лучевые;
• цифровые.

«Дедушка» современных цифровых осциллографов — советский высокоточный аналоговый прибор С1-99

Все модели, выпускавшиеся в Советском Союзе (многие из которых «здравствуют» до сих пор), выпущены на базе электронно-лучевой трубки. Их особенностью является более высокая точность измерений по сравнению с цифровыми. Однако, и габариты их, как и всей советской электроники, крайне неудобны: осциллографы обладают значительным весом и габаритами, в связи с чем и мобильность их оставляет желать лучшего.

Осциллографы цифровые, оснащенные ЖК-экраном, легки и компактны, отличаются большими возможностями в плане настроек. У многих моделей имеется возможность сохранения данных, полученных в результате измерений, а также вывода на экран только того момента, который указывает именно на сбой.

Помимо этого, осциллографы различны между собой количеством каналов: как правило, большинство моделей имеют их от 1 до 6. Но есть и профессиональные приборы, число каналов у которых значительно выше. В большинстве случаев для проведения несложных измерений вполне хватит и двухканального прибора, но для работы со сложным оборудованием каналов потребуется больше.

Также выпускаются осциллографы, совмещенные в едином корпусе с другими электроизмерительными приборами. Такая комбинация позволяет эффективно, быстро и с высокой точностью получить множество данных о сигнале.

Последней разработкой являются компьютерные программы, выполняющие функцию осциллографа. Щуп при этом подключается непосредственно к звуковой карте компьютера. При выполнении нечастых и несложных измерений программное обеспечение «Осциллограф» будет лучшим решением.

Осциллограф Rocktech 40M 200M, подключенный к ноутбуку, дает гарантию высокой точности измерений

Анализ марок и производителей осциллографов: цена

В мире производством осциллографов занимается большое количество компаний, выпускающих приборы различной степени точности, сложности и стоимости. Выбирая прибор, в первую очередь следует ориентироваться на его предназначение и тип измерений, которые будут при помощи него производиться.

Осциллограф TBS1032B от компании Tektronix — современная и компактная модель

Обзор наиболее популярных марок осциллографов с указанием их примерной стоимости в нашей стране представлен в таблице.

Модель осциллографа	Производитель	Основные характеристики	Ориентировочная стоимость, руб
TBS1032B	Tektronix	2 канала х 34 МГц	41000
4122/2V	АКИП	2 канала x 100МГц	47000
190-062	Fluke	портативный 2 канала x 60МГц	140000
XDS3102A TS	Owon	2кан 100МГц 1Гв/с 12bit Touch Screen WiFi	60000
ОСУ-10A	Shanghai MCP	аналоговый 1 канал x 10МГц	13000

Часто задаваемые вопросы

Компания Fluke — один из мировых лидеров в производстве цифровых портативных осциллографов

Вопрос №1. При выборе осциллографа какая полоса пропускания считается оптимальной?

Полоса пропускания прибора должна немного превышать максимальную частоту сигналов, подлежащих измерению. Например: при максимальной частоте сигнала 80 МГц рекомендуется подобрать модель с полосой 100 МГц.

Вопрос №2. Является ли стоимость осциллографа гарантией более высоких его технических показателей?

Не всегда. При выборе следует задуматься в первую очередь о том, нужна ли дорогая модель именно для ваших измерений. Ведь многие технические функции и «навороты» могут просто «простаивать» из-за ненадобности.

Вопрос №3. Прибор больше не может выполнять поставленные задачи в связи с их усложнением. Что делать? Покупать новый?

Некоторые серии осциллографов от известных производителей позволяют увеличить в будущем полосу пропускания, то есть выполнить апгрейд. Для этого не требуется куда-то отвозить прибор, достаточно просто купить цифровой ключ и ввести код в соответствующем меню.

Вопрос №4. Иногда случаются настолько кратковременные аномалии, которые осциллограф не может воспроизвести на экране. Как их обнаружить?

С обнаружением суперкратковременных аномалий отлично справляется функция цифровой подсветки (люминофор), отображающая на экране иным цветом редко происходящие события. Благодаря этому они хорошо видны на экране.

Вопрос №5. Может ли недорогой прибор, исправно работающий в лабораторных условиях, использоваться для решения более серьезных задач для более сложного оборудования?

Вряд ли. Цена все же во многом зависит от технических параметров осциллографа. Для решения более сложных задач придется либо апгрейдить имеющийся прибор (если это возможно), либо приобретать новый. Профессиональные осциллографы не могут стоить дешевле 1500 тысяч долларов. Читайте также статью: → «Способы измерения сопротивления заземления, используемые приборы».

Типичные ошибки при выборе и работе с осциллографом

• Огромное количество ошибок при пользовании осциллографом возникает по причине того, что пользователь сам не знает о всех особенностях и возможностях прибора. Потому перед работой необходимо не только изучить инструкцию, но и посоветоваться с более опытными пользователями. В том числе и на специализированных интернет-форумах.
• Для работы с гальванически изолированными узлами оборудования или с высоким напряжением ошибкой является использование осциллографа, каналы которого зависимы между собой. Также каждый канал должен быть хорошо изолирован от сети питания самого осциллографа и от других каналов прибора. К серьезным ошибкам, недопустимы для соблюдения точности измерений аналоговым осциллографом, может привести применение неправильно компенсированного пробника.

Оцените качество статьи:

Цифровой осциллограф:10 шагов при выборе

   В связи с появлением на рынке цифровых осциллографов различных производителей, выбор даже такого известного каждому инженеру прибора становится непростой задачей. При этом простое сравнение характиристик и возможностей осциллографов различных производителей может не дать ответа на вопрос, какой прибор лучше подойдет для решения ваших конкретных задач.

   Процедура, описанная ниже, предназначена помочь вам как потенциальному покупателю сделать «правильный» выбор, избежав многих характерных ошибок. Следование данному алгоритму поможет вам оценить каждый прибор объективно.

   При выборе осциллографа первый вопрос, который вас, возможно, интересует — это стоимость прибора. Стоимость цифровых осциллографов зависит от многих параметров, таких как, например, полоса пропускания, частота дискретизации, число каналов, объем памяти и т.д. Если при выборе прибора, вы будете ориентироваться только на его цену, то вы возможно не будете удовлетворены его остальными параметрами. Наоборот, подумайте о ценности прибора, исходя из его

   Шаг 1. Какой выбрать: аналоговый или цифровой?

   Цифровые и аналоговые осциллографы имеют свои достоинства и недостатки. Постоянное совершенствование цифровых технологий позволило создать цифровые приборы более мощными и производительными по сравнению со своими аналоговыми собратьями. Кроме этого, разница в стоимости постоянно сокращается и цифровые осциллографы становятся все более и более доступными по цене.

   Ниже перечислены достоинства и недостатки цифровых и аналоговых осциллографов.

Достоинства аналоговых осциллографов

---

• знакомый интерфейс
• мгновенное обновление экрана при отображении быстро- изменяющихся сигналов во времени
• прямые, понятные средства управления для часто используемых настроек (коэффициент чувствительности, коэффициент развертки, смещение сигнала, уровень запуска и т.д.)
• Шнизкая стоимость

Недостатки аналоговых осциллографов

---

• низкая точность
• мерцаниие и/или тусклость экрана в зависимости от частоты сигнала и коэффициента развертки
• нет возможности отображения сигнала до запускающего момента
• ограниченная полоса пропускания
• высокая эксплуатационная стоимость
• ограниченные средства измерения параметров сигналов.

Достоинства цифровых осциллографов

---

• возможность «замораживания» изображения на произвольное время
• высокая точность измерений
• широкая полоса пропускания
• яркий, хорошо сфокусированный экран на любой скорости развертки
• возможность отображения сигнала до запускающего момента (в «отрицательном» времени)
• возможность обнаружения импульсных помех
• автоматические средства измерения параметров сигналов
• возможность подключения к компьютеру, принтеру или плоттеру
• возможности математической и статистической обработки сигнала
• средства самодиагностики и самокалибровки

10 шагов при выборе «правильного» цифрового осциллографа

---

Рис. 1 10 шагов при выборе «правильного» цифрового осциллографа

Недостатки цифровых осциллографов

---

• более высокая стоимость
• более сложные в управлении

   Если, взвесив все достоинства и недостатки аналоговых и цифровых приборов, вы решите, что только цифровые осциллографы имеют все необходимое для выполнения поставленной задачи, следуйте далее.

Шаг 2. Определите необходимую полосу пропускания

   Приборы, которые измеряют переменные сигналы, имеют некоторую максимальную частоту, выше которой точность измерения начинает ухудшаться. Эта частота определяет полосу пропускания прибора и обычно определяется, как частота, на которой амплитуда сигнала уменьшается на ЗдБ. Необходимая вам полоса пропускания определяется тем, какие сигналы вы собираетесь измерять и с какой точностью вы хотите получать результаты.

   Для каждого цифрового осциллографа характерны две принципиально разные полосы пропускания: полоса для повторяющихся сигналов (или аналоговая), и полоса для однократных сигналов. Многие цифровые осциллографы имеют полосу пропускания для повторяющихся сигналов гораздо более высокую, чем, казалось бы, может обеспечить их частота дискретизации. Однако, если сигнал повторяется, то осциллографу не обязательно оцифровывать весь сигнал за один запуск. Осциллограф может воспроизвести такой сигнал за несколько запусков, каждый раззахватывая и отображая на экране только часть сигнала. (Этот процесс протекает обычно настолько быстро, что его очень трудно заметить). Таким образом, полоса пропускания повторяющихся сигналов не зависит от частоты дискретизации. Эта характеристика аналоговых усилителей цифрового осциллографа. Полоса пропускания для однократных сигналов применима только для непериодических (или однократных) сигналов, которые захватываются и оцифровываются осциллографом за один такт. В этом случае полоса для однократных сигналов зависит от частоты дискретизации данного осциллографа. Соотношение между частотой дискретизации и полосой пропускания для однократных сигналов может изменяться. Если осциллограф имеет встроенные средства интерполяции, тогда это соотношение равно 4:1. В противном случае, чаще всего используется соотношение 10:1.

   См. шаг 4 для дополнительной информации по частоте дискретизации.

   Многие сигналы содержат частотные составляющие, которые по частоте во много раз превышают основную частотную составляющую исследуемого сигнала. Например, прямоугольный сигнал содержит частотные составляющие, которые, по крайней мере, в десять раз больше по частоте по сравнению с основной частотной компонентой. Осциллографы с большей полосой пропускания предоставят более детальную информацию об этих высокочастотных составляющих.

   Копии экранов, изображенные в этом столбце, показывают один и тот же 50МГц прямоугольный сигнал, отображенный на четырех цифровых осциллографах с различной полосой пропускания.

   Осциллограф с полосой пропускания 500МГц дает наиболее полную информацию о сигнале и имеет наилучшее воспроизведение фронтов сигнала. Осциллограф с полосой 150МГц воспроизводит сигнал со срезанными высокочастотными составляющими. Фронты сигналов кажутся более длинными, чем они есть на самом деле. Осциллограф с полосой 100МГц еще сильнее замедляет фронты. Кроме этого, заметьте уменьшение амплитуды. Когда сигнал отображается осциллографом с полосой меньшей, чем основная частотная составляющая прямоугольной волны, результирующий сигнал становится еще более искаженным.

   Как правило, полоса пропускания осциллографа должна быть по крайней мере в три раза больше по частоте по сравнению с основной частотной исследуемого сигнала.

   Даже еще большая полоса требуется для осциллографа для получения более высокой точности результатов. Чтобы провести точные измерения амплитуды, полоса пропускания осциллографа должна быть в десять раз больше, чем частота измеряемого сигнала.

   Обычно справедливо следующее соотношение между длительностью фронта и частотной полосой сигнала:

Тг = 0.35 / ЗдБ-полоса (в Гц)

   Для измерений временных параметров справедливо следующее правило: чем больше соотношение длительности фронта сигнала и фронта осциллографа, тем меньше ошибка измерения. См. таблицу ниже.

Соотношение Тг сигнала к Тг осциллографа	Вычисленная ошибка
1:1	41.4%
3:1	5.4%
5;1	2.0%
10:1	0.5%

   Короче говоря, чем больше полоса пропускания вашего осциллографа (тем короче фронт), тем более точными будут результаты измерений.

   Некоторые полезные замечания:

• На точность результатов измерений также влияют параметры пробников
• спецификациях на некоторые осциллографы указываются наилучшие значения полосы пропускания для определенных диапазонов чувствительности
• Полоса пропускания цифровых осциллографов имеют полосу до 50ГГц.

   Шаг 3. Определите необходимое количество каналов

   Количество необходимых каналов зависит от исследуемого изделия. Двухканальные осциллографы наиболее популярные модели. Однако, многие инженеры также считают четырехканальные осциллографы полезными для решения широкого круга задач.

   Некоторые замечания:

• Требуется ли Вам захватывать сигналы по нескольким каналам одновременно? Если да, выбирайте осциллограф с одновременным запуском или раздельными АЦП для каждого канала. Если исследуемые сигналы повторяются, одновременный сбор данных по каналам не требуется.
• Некоторые осциллографы, обозначенные в спецификации «2+2», имеют 2 основных канала и 2 дополнительных канала с ограниченной чувствительностью. В таком осциллографе имеется только 2 АЦП. Дополнительные каналы могут использоваться, например, для анализа цифровых сигналов.
• На двухканальных осциллографах отдельный канал внешнего запуска бывает полезен, потому что в этом случае не требуется использовать основной канал для внешней синхронизации.
• Если вы выполняете измерения временных параметров на цифровых каналах и обнаруживаете, что 4 канала недоставточно, то подумайте о приобретении логического анализатора. Хотя логические анализаторы проигрывают в разрешении по напряжению, они имеют большое число каналов и дополнительные возможности по запуску прибора и обработки информации.

   Шаг 4. Определите необходимую частоту дискретизации

   Для задач, связанных с измерением однократных или переходных процессов, частота дискретизации имеет первостепенное значение. Параметр «частота дискретизации» обозначает скорость, с которой осциллограф может оцифровывать входной сигнал. Более высокая частота дискретизации переводится в более широкую полосу пропускания для однократных сигналов и дает лучшее разрешение.

   Большинство осциллографов соотношение дискретизации производителей используют между частотой и полосой для однократных сигналов на уровне 4:1 (если есть средства интерполяции) или 10:1 (без средств встроенной интерполяции) для предотвращения искажений сигнала или появления ложных сигналов.

   Некоторые осциллографы имеют возможность настраивать частоту дискретизации и количество информации, отображаемой на экране осциллографа, независимо. Это позволяет поддерживать требуемое разрешение сигнала на экране.

   Некоторые замечания:

• Указанная в спецификации частота дискретизации может относиться к характеристикам только одного канала. Некоторые осциллографы уменьшают частоту дискретизации, когда задействуются несколько каналов одновременно. Это увеличивает вероятность появления искаженных сигналов, если учитывать зависимость между частотой дискретизации и полосой пропускания для однократных сигналов.
• Поскольку память осциллографа ограничена по объему, большинство осциллографов работают на максимальной частоте дискретизации только на самых быстрых скоростях развертки. На медленных скоростях развертки частота дискретизации автоматически уменьшается.
• Когда исследуются однократные сигналы, объем памяти осциллографа имеет равнозначную значимость по сравнению с частотой дискретизации. Если требуется исследовать длительную последовательность импульсов, то потребуется осциллограф с большим объемом памяти, чтобы зафиксировать весь сигнал с необходимым разрешением.
• Частота дискретизации не связана с частотой обновления экрана

   Шаг 5. Определите необходимый объем памяти

   Требуемый объем памяти зависит от общей длительности сигнала, которого необходимо исследовать, и желаемого разрешения. Если необходимо исследовать продолжительные по времени сигналы с высоким разрешением, то потребуется память большего объема. Это позволит поддержать более высокую частоту дискретизации на медленных коэффициентах развертки, уменьшая, тем самым, вероятность искажения сигнала и получая больше информации об исследуемом сигнале.

   Подсчитать требуемый объем памяти можно исходя из следующего соотношения:

   Объем памяти = промежуток времени (с) / разрешение (с)

   Недостаток осциллографа с большим объемом памяти заключается в том, что большой объем памяти может сильно замедлить реакцию такого осциллографа на действия оператора или изменение входного сигнала. Это, в свою очередь, сделает такой осциллограф очень неудобным в эксплуатации и непрактичным для решения многих задач.

   Шаг 6. Определите требуемые возможности по запуску прибора

   Для большинства пользователей осциллографов общего назначения запуск по фронту (перепаду) бывает достаточным. Однако для решения более сложных задач могут потребоваться дополнительные возможности по запуску. Для применений, связанных с цифровыми устройствами, может потребоваться возможность запуска по комбинации логических состояний по всем каналам осциллографа. Кроме этого, запуск по логическому состоянию позволяет синхронизировать комбинацию логических состояний с фронтом тактового сигнала. Запуск по импульсной помехе позволит запустить прибор по нарастающему или спадающему фронту импульсной помехи с длительностью меньшей, равной или большей определенной величины. Такая возможность позволяет решить две важные проблемы, возникающих при разработке, отладке или наладке аналого-цифровых или цифровых устройств — во первых, вы сможете увидеть, когда происходят импульсные помехи, а во-вторых, понять почему возникают импульсные помехи и что является их источником, анализируя сигналы до момента запуска осциллографа. Если требуются более расширенный диапазон возможностей по запуску, вам необходимо будет уже использовать логический анализатор.

   Возможность запуска по телевизионному или видео-сигналу позволяет настроить прибор на определенный кадр или строку такого сигнала. На некоторых осциллографах этот вид запуска не является стандартной возможностью, а заказывается отдельно.

   Шаг 7. Определите требуемые возможности по обнаружению импульсных помех

   Ниже указаны три важнейших фактора, влияющих на способность осциллографа обнаруживать импульсные помехи.

   Частота отображения сигналов на экране:

   Цифровые осциллографы сначала должны оцифровать входной сигнал, затем его обработать и, наконец, воспроизвести на экране. Частота отображения сигналов на экране определяется как частота выполнения этих трех операций. Осциллограф с высокой частотой обновления экрана имеет больше шансов обнаружить редкие по природе импульсные помехи. Осциллографы с многопроцессорной архитектурой могут иметь частоту обновления экрана, превышающую в несколько раз частоту обновления экрана традиционных однопроцессорных осциллографов. Это делает такие осциллографы еще более пригодными для обнаружения импульсных сигналов. Многопроцессорная архитектура позволяет достичь пропускную способность экрана и скорость ответной реакции осциллографа сравнимые с возможностями аналоговых осциллографов.

   Возможности определения амплитуды: Большинство цифровых осциллографов могут уменьшать частоту дискретизации на медленных коэффициентах развертки путем простого игнорирования промежуточных выборок. Это приводит к тому, что короткие импульсы или помехи, которые видны на быстрых скоростях развертки, могут исчезать, когда уменьшается скорость развертки. Специальный режим, называемый «режим обнаружения пиковой амплитуды» или «режим обнаружения помех», позволяет поддерживать частоту дискретизации на максимальном уровне на всех скоростях развертки. В этом случае в память записываются минимальные и максимальные значения выборок сигнала. Минимальный импульс, который может быть обнаружен, является функцией частоты дискретизации осциллографа.

   Возможности запуска по импульсной помехе: Осциллографы с возможностями запуска по импульсной помехе позволяют пользователю изолировать труднообнаруживаемые импульсные помехи и производить запуск осциллографа по этим помехам. Это дополнительная возможность поможет найти причину ненормальной работы исследуемой схемы.

   См. Шаг 6 для дополнительной информации по возможностям запуска.

   Шаг 8. Определите требуемые возможности анализа сигналов

   Функции автоматических измерений и встроенные средства анализа сигналов могут значительно съэкономить ваше время и сделать работу более легкой.

   Цифровые осциллографы часто предоставляют целый набор функциональных возможностей, которые невозможны на аналоговых осциллографах.

   Математические функции включают добавление, вычитание, умножение, деление, интеграцию и дифференцирование. Статистика измерений (минимальное, максимальное и среднее) может вам дать представление о точности измерений, а также имеет важное значение, когда исследуются временные параметры зашумленных сигналов. Некоторые цифровые осциллографы предоставляют возможность анализа сигналов в частотной области с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ). Осциллографы со всеми этими возможностями могут также стоить гораздо больше, поэтому потенциальный покупатель должен определить, стоит ли тратить дополнительные средства на эти возможности. Пусть решаемый круг задач подскажет правильное решение при выборе осциллографа.

   Шаг 9. Определите требуемые возможности по документации результатов измерений

Большинство цифровых осциллографов могут взаимодействовать с персональным компьютером, принтером или плоттером через GP-IB интерфейс, RS-232 или Centronics. Вам необходимо определить, какой интерфейс доступен и какие принтеры совместимы. Необходимо помнить, что распечатки с лазерного или струйного принтера гораздо лучше по качеству по сравнению с традиционными матричными принтерами.

   Вам также необходимо обратить внимание на цифровые осциллографы с дисководом гибких дисков или программным обеспечением, которое позволит быстро перенести изображение сигналов и данные сигналов в компьютер для дальнейшей обработки, не требуя специального программирования. Эти возможности позволят съэкономить время, когда, например, требуется вставить изображение с экрана осциллографа в отчет или скопировать данные сигналов в электронную таблицу.

   Шаг 10. Попробуйте приборы, которые подходят для решения задач

   Пройдя через 9 предыдущих шагов, возможно, ваше поле выбора значительно сузилось до ограниченного количества моделей, каждая из которых удовлетворяет вашим требованиям. Теперь вам необходимо испытать эти модели и провести сравнение этих моделей между собой.

   На что следует обращать внимание во время испытаний приборов?

   Простота использования: Во время испытаний оцените простоту использования каждой модели. Есть ли на передней панели специальные ручки для наиболее частых настроек, например, чувствительности, скорости развертки, положения сигнала или уровня запуска? Сколько кнопок требуется нажать, чтобы перейти от одной функции к другой? Возможно ли интуитивно управлять прибором в то время, когда основное внимание уделяется исследуемой схеме?

   Скорость реакции экрана Выбирая осциллограф, пользователь должен обратить внимание на скорость реакции осциллографа. Это важный фактор в тех случаях, когда осциллограф используется для поиска неисправностей схемы. Насколько быстро сменяется изображение на экране осциллографа, когда меняются такие установки, как чувствительность, коэффициент развертки или положение сигнала? Попробуйте включить некоторые функциональные возможности и оценить скорость реакции прибора. Сильно ли замедлена при этом рабта осциллографа?

   Обдумав все эти вопросы и оценив все модели, вы уже можете решить, какая модель наиболее полно удовлетворяет вашим потребностям. Однако, если остается некоторая неуверенность, необходимо обсудить вопрос выбора с другими инженерами или обратиться в представительство компании производителя определенной модели, где на ваши вопросы ответят профессионалы.

Осциллограф. Часть 1. Основы работы

Осциллограф — 1. Применение на практике.

Если вы в своей практике используете мультиметр, то какое-то время тратили на изучение его возможностей. Потратьте немного времени и на осциллограф. Органов управления немногим больше. Главное понять, «что к чему». Кое-что попробую показать, остальное поймете самостоятельно. Также попробую объяснить понятия «основные режимы, характеристики и используемые термины» и как это выглядит на осциллограммах.

Развертка.

В большинстве осциллографов развертка изображения на экране происходит слева — направо по ширине экрана. Измеряется в единицах времени (сек). Иными словами, это «время, когда экран полностью заполнен сигналом». Дальше происходит смена картинки.

Классический пример развертки (справа). Импульсы «лежащие на боку» — есть не что иное, как пилообразные импульсы напряжения генератора развертки (именуемые в народе «пила»).

Но есть «но». Представьте «кашу», это когда на вход осциллографа подан сигнал, быстро меняющийся во времени, и есть генератор развертки, который работает сам по себе. И осциллограф начинает отображать сигнал с разных точек. Изображение будет, только понять что это — не получится.

Триггер.

Управляет генератором развертки и запускает его с одной и той же точки. Поэтому мы имеем устойчивое изображение. При этом может выполняться одно из условий:

— запуск генератора развертки по уровню сигнала. При достижении сигнала на входе определенного уровня происходит запуск развертки;

— запуск по времени нарастания амплитуды в переднем фронте импульса, или по времени изменения амплитуды заднего фронта;

— запуск «на сбой» в импульсной последовательности. Когда устанавливается длительность импульса (нормального). Развертка в этом случае всегда будет запускаться с того места, где длительность импульса будет меньше или больше установленной; на экране вы будете видеть именно этот временной отрезок, где происходит сбой.

— Захват импульса при уменьшении амплитуды (и т.д.)

Это не все возможные варианты режимов работы триггера, некоторые модели осциллографов имеют их больше – все зависит от предназначения осциллографа и решаемых задач.

Осциллограф имеет органы управления, позволяющие не только посмотреть, но и рассмотреть сигнал. Об этом ниже.

К одному из таких органов управления относится и «Усиление» сигнала (пороговое значение входного сигнала). Это может быть и «крутилка» или кнопка — кто что имеет. Но есть обязательно. И совместно с органами управления развертки, это мощный инструмент.

Практическое применение Применять будем осциллограф на фото справа. Фото №1 На фото прибор, его экран. Подключен ёмкостной датчик. Автомобиль «Subaru Forester». Рассматриваем систему зажигания.

Фото №2 Прибор включен. Меню прибора, выбираю первый пункт. Следующие пункты позволяют выбрать количество каналов, а также при их выборе идет переход в следующее меню, где перечислены основные типы датчиков и исполнительные устройства автомобильных систем, которые можно выбрать на любой канал. Но тогда все установки прибора устанавливаются автоматически, исходя из конкретного сигнала, конкретного устройства. (Это первое отличие автомобильного осциллографа от осциллографа вообще. Он «заточен» на конкретные виды сигналов). Кроме этого имеются свободные выборки: для сигналов от 0 — 5В…0 -12В

Фото №3

Питание включено, датчик подключен, мотор работает. Сигнала нет. В чем причина?

Фото №4

Нет, сигнал есть. Смотрите, чем отличается фото № 3 от № 4. Вверху смотрите, пункт выделен, а внизу его значение. Время развертки 10ms осталось неизменным. Что изменилось?

На первом фото видно, к какой катушке совершено подключение. А давайте представим, что знаний «что такое триггер» — нет. Можно ли зафиксировать изображение так же, как на фото? Если этого не сделать, оно будет постоянно «бежать».

Фото№5

А здесь развёртка изменена: было 10 — стало 1ms. А экран вроде бы маленький.

Фото №6

* здесь не только развертку изменил, а и увеличил (фото 2-пункт 3). И уже есть возможность посмотреть участок, где ключ сработал и чуть дальше. В принципе, можно «прокрутить» сигнал до его окончания.

Фото №7

Вот так. Начало на фото №6, а конец вот:

Фото 8

Можно еще вывести курсоры (если надо посмотреть длительность горения искры или время насыщения).

Фото №9

Примерно так. Курсор А сплошной, курсор В – прерывистый. Длительность на экране — 4,60ms/

Фото №10

* курсоры стоят от момента включения ключа, до момента возникновения искры.

Фото №11

* длительность горения искры.

Показано всего процентов 20 от возможностей прибора, только на одной опции и в одном пункте меню (осциллоскоп)

ИМХО:

Не считаю, что работаю плохим прибором и считаю, что плохими приборами работать недопустимо. Данный прибор использую постоянно при входной диагностике. Он позволяет наблюдать и проводить измерения с достаточной степенью достоверности всех сигналов системы управления автомобиля.

Когда необходимо проводить анализ, когда машина «зависает», осциллоскоп и мотор- тестер данного прибора мною не используется. Хотя такая возможность в прибор заложена. Неудобно «прокручивать» сигнал, просматривая детали, растянув его разверткой и усилив, не видя полной фазы или цикла. Тем более, когда используется не один канал. Слишком много манипуляций, при выполнении переходов, что отвлекает от рассмотрения сигнала. Но это все, что я могу сказать о недостатках. Утверждение же о маленьких экранах и пр. считаю необоснованным и ведущим в заблуждение.

Но всегда использую просмотр графического изображения, выделенных пунктов из текущих параметров. Это тогда, когда прибор вкл. в режиме сканера и подключен к диагностическому разъему. Не всегда можно сравнить нужные параметры, они могут оказаться на разных «страничках». Надо «листать», или выделив нужные, перейти в режим просмотра только этих параметров, а в голове держать цифры. А если просто: выделил до 4-х датчиков (параметров), нажал кнопочку и пошло графическое изображение. Развертка очень медленная, рукой можно быстрее нарисовать, а рядом с каждой осциллограммой цифровые значения. Такие же, как в «дате». И все в одном месте — осциллограмму смотришь и цифровые значения видишь.

Продолжение следует

МАРКИН Александр Васильевич

г. Белгород

Таврово мкр 2, пер. Парковый 29Б (4722) 300-709

© 1999 – 2010 Легион-Автодата

Осциллограф

: основы | Руководство по чтению и эксплуатации

Типы волн

Большинство волн можно разделить на следующие типы:

• Синусоидальные волны.
• Квадратные и прямоугольные волны.
• Пилообразные и треугольные волны.
• Формы ступеней и импульсов.
• Периодические и непериодические сигналы.
• Синхронные и асинхронные сигналы.
• Сложные волны.

Далее мы рассмотрим каждый из этих типов волн.

Синусоидальные волны

Синусоидальная волна является основной формой волны по нескольким причинам. Он обладает гармоничными математическими свойствами «€ это та же форма синуса, которую вы, возможно, изучали в классе тригонометрии.

Напряжение в розетке меняется как синусоидальная волна. Тестовые сигналы, генерируемые схемой генератора сигналов, часто являются синусоидальными. волны.

Большинство источников питания переменного тока генерируют синусоидальные волны (переменный ток означает переменный ток, хотя и переменное напряжение тоже; постоянный ток означает постоянный ток, что означает постоянный ток и напряжение, которое производит батарея.Затухающая синусоида — это особый случай, который вы можете увидеть в цепи, которая колеблется, но со временем спадает.

Квадратные и прямоугольные волны

Прямоугольная волна — еще одна распространенная форма волны. По сути, прямоугольная волна — это напряжение, которое включается и выключается (или повышается и понижается) через определенные промежутки времени. Это стандартная волна для тестирования усилителей. Хорошие усилители увеличивают амплитуду прямоугольной волны с минимальными искажениями.

Телевидение, радио и компьютерные схемы часто используют прямоугольные волны для синхронизации сигналов.Прямоугольная волна похожа на прямоугольную, за исключением того, что высокие и низкие временные интервалы не имеют равной длины. Это особенно важно при анализе цифровых схем.

Пилообразные и треугольные волны

Пилообразные и треугольные волны возникают из-за схем, предназначенных для линейного управления напряжением, таких как горизонтальная развертка аналогового осциллографа или растровая развертка телевизора.

Переходы между уровнями напряжения этих волн изменяются с постоянной скоростью.Эти переходы называются рампами.

Формы ступеней и импульсов

Такие сигналы, как шаги и импульсы, которые возникают редко или непериодически, называются однократными или переходными сигналами.

Шаг указывает на внезапное изменение напряжения, подобное изменению напряжения, которое вы видите, если вы включаете выключатель питания.

Импульс указывает на внезапные изменения напряжения, аналогичные изменениям напряжения, которые вы видите, если включить, а затем снова выключить питание. Импульс может представлять один бит информации, проходящий через компьютерную схему, или это может быть сбой или дефект в цепи.

Набор распространяющихся вместе импульсов создает последовательность импульсов. Цифровые компоненты в компьютере взаимодействуют друг с другом с помощью импульсов. Эти импульсы могут быть в форме последовательного потока данных, или несколько сигнальных линий могут использоваться для представления значения на параллельной шине данных. Импульсы также распространены в рентгеновском, радиолокационном и коммуникационном оборудовании.

Периодические и непериодические сигналы

Повторяющиеся сигналы называются периодическими сигналами, а сигналы, которые постоянно меняются, называются непериодическими сигналами.Неподвижное изображение аналогично периодическому сигналу, в то время как фильм аналогичен непериодическому сигналу.

Синхронные и асинхронные сигналы

Если между двумя сигналами существует временная зависимость, эти сигналы называются синхронными. Сигналы часов, данных и адреса внутри компьютера являются примерами синхронных сигналов.

Асинхронные сигналы — это сигналы, между которыми не существует временной зависимости. Поскольку не существует временной корреляции между касанием клавиши на клавиатуре компьютера и часами внутри компьютера, эти сигналы считаются асинхронными.

Сложные волны

Некоторые формы сигналов сочетают в себе характеристики синусов, квадратов, ступеней и импульсов для создания сигналов сложной формы. Информация о сигнале может быть встроена в виде изменений амплитуды, фазы и / или частоты.

Например, хотя сигнал на рисунке 6 является обычным композитным видеосигналом, он состоит из множества циклов высокочастотных сигналов, встроенных в низкочастотную огибающую.

В этом примере важно понимать относительные уровни и временные отношения шагов.Для просмотра этого сигнала вам понадобится осциллограф, который улавливает низкочастотную огибающую и смешивает высокочастотные волны с градацией интенсивности, чтобы вы могли видеть их общую комбинацию в виде изображения, которое можно интерпретировать визуально.

Цифровые люминофорные осциллографы (DPO) лучше всего подходят для просмотра сложных волн, таких как видеосигналы, показанные на рисунке 6. Их дисплеи предоставляют необходимую информацию о частоте появления или градацию интенсивности, которая необходима для понимания формы волны действительно делает.

Некоторые осциллографы могут отображать определенные типы сложных сигналов особым образом. Например, телекоммуникационные данные могут отображаться в виде глазковой диаграммы или диаграммы созвездия:

Рисунок 6 : Составной видеосигнал NTSC является примером сложной волны.

Телекоммуникационные цифровые сигналы данных могут отображаться на осциллографе в виде сигнала особого типа, называемого глазковой диаграммой. Название происходит от сходства формы волны с серией глаз (рис. 7).

Глазковые диаграммы формируются, когда цифровые данные из приемника дискретизируются и подаются на вертикальный вход, а скорость передачи данных используется для запуска горизонтальной развертки. Глазковая диаграмма отображает один бит или единичный интервал данных со всеми возможными краевыми переходами и состояниями, наложенными на одном всеобъемлющем представлении.

Созвездие — это представление сигнала, модулированного схемой цифровой модуляции, такой как квадратурная амплитудная модуляция или фазовая манипуляция.

Лучшие осциллографы для начинающих и любителей 2021

Вы ищете осциллограф для рабочего места для электроники? В этой статье мы покажем вам, как выбрать осциллограф, который лучше всего соответствует вашим требованиям, будь вы новичок, любитель электроники или производитель.

Сравнительная таблица лучших осциллографов для любителей

Вот таблица, в которой сравниваются некоторые из лучших осциллографов для любителей.

Продолжайте читать эту статью, чтобы подробно изучить каждый из выбранных осциллографов и узнать, как выбрать осциллограф, соответствующий вашим потребностям.

Как выбрать осциллограф?

Осциллограф — это инструмент, который позволяет увидеть, как напряжение изменяется во времени. Это удобно для проверки работы электронных схем, аналоговых сигналов, сигналов ШИМ, отладки схем и т. Д.Чтобы выбрать осциллограф, вам необходимо знать, какие сигналы вам нужно измерять. Это определит характеристики, которые вы будете искать в осциллографе.

Например, вам нужно иметь представление о том, сколько сигналов вам нужно измерять одновременно; какова максимальная частота и максимальная амплитуда сигналов, которые вы будете измерять; если вы будете измерять периодические сигналы или ищете одиночные снимки.

Вот список наиболее важных моментов, которые необходимо учитывать при выборе осциллографа:

• Полоса пропускания: определяет частотный диапазон, в котором осциллограф производит точные измерения на дисплее.Как показывает опыт, для получения более точных результатов следует выбирать полосу пропускания, в 5 раз превышающую максимальную частоту измеряемых сигналов. Например, полосы пропускания 100 МГц более чем достаточно для большинства схем для любителей.
• Частота дискретизации: указывает, сколько отсчетов в секунду принимает осциллограф. Чем выше частота дискретизации, тем точнее результаты для более быстрых сигналов. Более высокая частота дискретизации гарантирует, что вы сможете обнаруживать прерывистые события.
• Количество каналов: для осциллографов начального уровня, обычно встречаются 2- и 4-канальные осциллографы.Добавление большего количества каналов увеличивает цену. Любителю обычно достаточно двухканального прицела.
• Цена: Цена является важным аспектом, поскольку от нее зависит, сколько вы можете потратить на прицел. Есть отличные осциллографы начального уровня за 250 долларов. Однако, если у вас нет такой суммы денег, чтобы потратить на этот инструмент, вы всегда можете получить игрушечный осциллограф или набор для самостоятельного анализа основных схем. Есть также отличные альтернативы осциллографам USB или портативным осциллографам, таким как Hantek 3 в 1: осциллограф, мультиметр и генератор сигналов (2D72).

---

Hantek DSO5102P Цифровой запоминающий USB-осциллограф, 2 канала, 100 МГц, 1 Гвыб / с

239,99 долл. США в наличии

4 новых от 239 $.99

Бесплатная доставка

по состоянию на 17 сентября 2021 г. 12:44

На мой взгляд, Hantek DSO5102P — один из лучших осциллографов начального уровня, которые вы можете получить за такую ​​цену. Он имеет полосу пропускания 100 МГц, частоту дискретизации 1 ГБ выборок в секунду, длину записи до 40 КБ и двухканальный.Кроме того, порт USB позволяет подключать USB-накопитель для сохранения изображений сигналов. Вы также можете подключить его к компьютеру и использовать прилагаемое программное обеспечение для более подробного анализа ваших измерений.

Прицел прост в настройке, а меню интуитивно понятны в использовании, что идеально подходит для новичков. Для более подробного ознакомления с этим осциллографом вы можете посмотреть видеообзор ниже или прочитать здесь: Обзор цифрового запоминающего осциллографа (DSO) Hantek DSO5102P.

Вы можете приобрести этот прицел по несколько более низкой цене на Banggood.Просто нажмите на карточку продукта ниже.

---

Hantek DSO4102C Цифровой мультиметр Осциллограф USB 100 МГц 2 канала ЖК-дисплей Генератор сигналов

★★★★★

$ 390.27
$ 325,23

по состоянию на 15 сентября 2021 г. 17:27

Hantek DSO4102C имеет все свои характеристики, аналогичные Hantek DSO5102P. Но он добавляет дополнительный канал для генерации сигналов произвольной / функциональной формы.

---

Цифровой осциллограф Rigol DS1054Z — полоса пропускания 50 МГц, 4 канала

396,54 долл. США в наличии

5 новых от 346 $.59

Бесплатная доставка

по состоянию на 17 сентября 2021 г. 12:44

Rigol — отличный бренд осциллографов и других измерительных инструментов. Итак, выбирая осциллограф Rigol, вы знаете, что получите высококачественное оборудование.Эта конкретная модель — один из самых продаваемых осциллографов в мире.

Он имеет 4 канала и предлагает полосу пропускания 50 МГц. Он также оснащен разъемом USB, LAN (LXI) (можно подключить кабель Ethernet) и выходом AUX. Это отличный осциллограф, если посмотреть на соотношение цена / качество.

---

Цифровой запоминающий осциллограф Siglent Technologies SDS1052DL + 50 МГц

259 долларов.00 в наличии

5 новый от 258,00 $
1 б / у от 184,68 $

Бесплатная доставка

по состоянию на 17 сентября 2021 г. 12:44

Отличным вариантом может стать DSD105DL + от Siglent technologies менее чем за 300 долларов.Что касается его технических характеристик, он имеет следующие характеристики: полоса пропускания 50 МГц, частота дискретизации 500 млн отсчетов / с, двухканальный интерфейс, интерфейс через USB, хост USB и локальную сеть.

Еще один замечательный прицел от Siglent Technologies — SDS1202X-E, который предлагает полосу пропускания 200 МГц, два канала, частоту дискретизации 1 Гвыб / с и многое другое. Посетите страницу продукта для получения более подробной информации.

Последнее обновление 17 сентября 2021 г., 12:44

---

Игрушечные осциллографы и комплекты для самостоятельного изготовления осциллографов

Если вы не можете позволить себе «настоящий» осциллограф, существуют наборы для самостоятельного изготовления и игрушечные осциллографы, которые могут помочь вам с вашими схемами.Очевидно, что эти инструменты не так точны, как настоящий осциллограф, и не обладают всеми причудливыми математическими функциями, но тем не менее они могут отлично справиться с задачей.

Один из лучших вариантов — цифровой осциллограф DSO150. Это простейший осциллограф с одним каналом, полосой пропускания 200 кГц и 12-битным разрешением, и стоит он всего около 25 долларов. Этот инструмент не заменяет настоящий осциллограф, но он достаточно хорош для любителей, желающих отладить схемы, точность которых не является обязательной. Кроме того, это может быть отличным инструментом для учебных целей.Посмотрите наш видеообзор (или прочтите наш обзор).

Другой альтернативой является DSO138. Его характеристики аналогичны предыдущим: одноканальный, разрешение 12 бит, полоса пропускания 200 кГц. Однако этот прицел представляет собой набор для самостоятельного изготовления. Но вы также можете получить его уже в собранном виде в акриловом корпусе. Лично я предпочитаю предыдущую область видимости, потому что элементы управления кажутся более интуитивно понятными в использовании. Однако это всего лишь вопрос предпочтений.

Портативные осциллографы и USB-осциллографы

Другие более дешевые альтернативы включают портативные осциллографы и USB-осциллографы.

Портативные осциллографы

выглядят как мультиметры, но имеют все элементы управления, необходимые для визуализации, анализа и записи сигналов. Отличным вариантом является Hantek 3 в 1: осциллограф, мультиметр и генератор сигналов (2D72). Как следует из названия, это мультиметр, генератор сигналов и осциллограф в одном приборе. Элементы управления и меню не так интуитивно понятны, как у обычного осциллографа, но он отлично справляется со своей задачей и занимает гораздо меньше места. Об этом инструменте вы можете посмотреть следующий видеообзор.

USB-осциллографы не имеют дисплея и обычно не имеют элементов управления — вы подключаете их к компьютеру и управляете всем с помощью программного обеспечения, предоставленного производителем. На данный момент у нас нет подробных обзоров USB-осциллографов, но Hantek 6022BE кажется хорошим вариантом.

Последнее обновление 17 сентября 2021 г., 12:44

Заключение

В этой статье мы показали вам некоторые из лучших осциллографов для любителей и производителей электроники.Наш выбор номер один для новичков и любителей — это цифровой запоминающий осциллограф Hantek DSO5102P.

Однако все представленные модели являются отличными осциллографами, и вы не разочаруетесь, какой бы выбор вы ни выбрали. Помните, что вы должны учитывать свои конкретные потребности и выбирать прицел с правильными характеристиками.

Для получения дополнительной информации о конкретном осциллографе обратитесь к его техническому описанию в Интернете, и вы найдете все подробности.

Возможно, вам понравится прочитать:

Мы надеемся, что это руководство по покупке оказалось для вас полезным.У вас уже есть осциллограф или вы собираетесь его купить? Поделитесь с нами своими мыслями ниже.

Спасибо за чтение и не забудьте подписаться на нашу рассылку новостей.

---

[Рекомендуемый курс] Изучите ESP32 с Arduino IDE

Зарегистрируйтесь в нашем новом курсе ESP32 с Arduino IDE. Это наше полное руководство по программированию ESP32 с Arduino IDE, включая проекты, советы и хитрости! Регистрация открыта, поэтому зарегистрируйтесь сейчас .

---

Другие курсы RNT

Связанные

Осциллографы для начинающих | Udemy

ОБНОВЛЕНО 20 января 2020 года, с новым разделом и экспериментом.

———————————————— ——————————

Осциллографы невероятны: Они могут захватывать, отображать и анализировать входной электрический сигнал. . Они могут автоматически производить все виды измерений, такие как период, время нарастания, ширина, рабочий цикл, максимальное и минимальное напряжение и многое другое, и даже декодировать протоколы связи, такие как RS232 и I2C.

Вы работаете с электроникой и хотите использовать осциллограф, чтобы лучше понять, что происходит внутри ваших схем во время их работы?

Возможно, у вас уже есть осциллограф, но вас смущают все его кнопки, ручки и пункты меню?

Возможно, вы думаете о том, чтобы приобрести его, но не уверены, стоит ли оно того, или не знаете, что искать?

Этот курс посвящен осциллографу, и он поможет вам ответить на эти и многие другие вопросы.

Он научит вас пользоваться осциллографом, который у вас уже есть или который вы планируете получить.

После мультиметра осциллограф является самым полезным измерительным прибором для производителей.

За последние несколько лет цены на них сильно упали, и сейчас студенты и любители могут себе это позволить. Сегодня бюджетные модели предлагают полный набор возможностей.

Вы, наверное, знакомы с мультиметром. Этот тестовый инструмент дает вам снимок того, что происходит в вашей цепи в определенный момент времени.Например, он сообщит вам, что напряжение на определенном контакте составляет 5,1 В.

Мультиметр работает в одном измерении.

Осциллограф работает в двух измерениях.

На своем экране он будет отображать напряжение вашей испытательной цепи с течением времени. Вы можете увидеть, как напряжение изменяется с течением времени, и получить измерения, описывающие различные аспекты его работы. Вы можете использовать эту информацию, чтобы глубже погрузиться в работу вашей схемы.

Это курс для людей, которые уже знакомы с основами электроники.

Чтобы извлечь максимальную пользу из этого курса, вам необходимо иметь практическое представление о таких вещах, как вольт, Гц и рабочий цикл.

Поскольку я использую Arduino и ESP32 для создания экспериментов, на основе которых я демонстрирую различные функции и возможности осциллографа, вы также должны иметь базовое представление об этих двух технологиях.

В ходе курса сначала я расскажу о различных аспектах осциллографа, таких как наиболее важные функции, функции и элементы управления.

Во-вторых, я помогу вам освоиться с осциллографом, откалибровать его и подготовить к работе.

И в-третьих, я покажу вам, как использовать осциллограф, проведя вас через несколько экспериментов. Каждый эксперимент — это возможность изучить и попрактиковаться в нескольких новых рабочих процессах и операциях. Эта третья часть, экспериментальная, составляет основную часть курса.

Итак, я приглашаю вас записаться на этот курс прямо сейчас и научиться пользоваться осциллографом.

Вы также можете посмотреть бесплатные лекции для получения дополнительной информации о целях и структуре этого курса.

Лучшие осциллографы для начинающих (Руководство по легкой покупке 2021 г.)

Осциллограф — это фундаментальный и самый красивый инструмент, который хотел бы иметь каждый инженер-электронщик, профессионал, новичок или любитель. Некоторые любители экстрима хранят в своих лабораториях коллекцию лучших осциллографов на все времена, даже если они устарели или вышли на пенсию.

Осциллограф — это не что иное, как устройство, которое измеряет или анализирует изменения любого электрического сигнала для изучения поведения системы в пределах ее полосы пропускания.Он отображает электрический сигнал относительно времени, поэтому вы можете видеть каждую деталь сигнала, то есть его форму, частоту, амплитуду, искажение.

Теперь выбор лучших осциллографов для начинающих или осциллографов любого уровня может немного сбить с толку некоторых парней, поскольку существует множество производителей, технических параметров, которые нужно искать, и, конечно же, что вы должны платить за какую функцию.

Так что бери себе кофе и давай давай.

Известные лучшие бренды осциллографов

Давайте начнем этот раздел со знакомства с известными брендами, производящими качественные осциллографы для начинающих.Сигналы бренда вызывают чувство доверия. По моему мнению, чем выше бренд, тем более качественный продукт вы получаете. Но вы знаете, что есть много производителей, которые делают все виды осциллографов, то есть аналоговые и цифровые. Трудно просто сказать, что его убивает одна сука. Это зависит от вашего бюджета и требований.

Ниже приведены качественные бренды, и их продукции можно доверять, поскольку они работают в этом бизнесе десятилетиями, и люди довольны их продукцией, в том числе и я.

Это мировые бренды с проверенной репутацией. Я уверен, что если вы заканчиваете инженерный университет, возможно, вы видели в своих лабораториях прицел от этих брендов.

Давайте посмотрим на некоторые из сигналов бренда, используя тенденции Google.

Приведенный выше график тенденций доступен. Так что в нем могут произойти изменения.

Лучшие осциллографы для начинающих

Ну, я просто не могу подчеркнуть, насколько качественный осциллограф является основной потребностью каждого любителя электроники, новичка или любого человека, связанного с электроникой.Если вы думаете изучать или использовать электронику без осциллографа, вы ошибаетесь.

Лучший осциллограф для начинающих или любителей, который я рекомендую, — это Rigol DS1052E, Siglent Technology SDS1104X-E или Hantek (DSO5072P). Это лучшие, потому что они произведены проверенными брендами, имеют высокое качество и ценовой диапазон, который лучше всего подходит для начинающих.

А теперь прольем свет на упомянутые модели.

Лучший осциллограф для начинающих от Siglent (SDS1104X-E)

Siglent Technology — новинка в индустрии осциллографов, но ее модели слишком надежны и доступны по цене.Я исследовал каждую его модель, читал отзывы людей, смотрел видео и использовал свои инженерные знания, чтобы сравнить ее с другими брендами. В конце концов, я очень рад и положительно отношусь к этому бренду.

Как я уже сказал, моделей этой марки очень много. Мне лично эта модель очень нравится, она просто красивая.

Важные характеристики:

• Он имеет полосу пропускания 100 МГц, что-то вроде идеального для новичка
• Частота дискретизации 1 Гс / с в реальном времени делает этот осциллограф настолько мощным.
• Множество математических функций, включая функцию БПФ. Эта функция важна, если вы хотите анализировать сигнал в частотной области.
• Четыре канала и с возможностью внешнего запуска
• Глубина памяти IMpts
• Большой 7-дюймовый TFT-ЖК-дисплей с разрешением 800 * 480
• Быстрая загрузка, небольшой размер и очень прочная на ощупь
• Связь с компьютером включает старый RS-232 и новый USB-порт
• USB-накопитель для экономии
• Пройдено / не пройдено соединение

Таким образом, Siglent SDS1104X-E (Amazon Link) , лучший осциллограф для начинающих, инструмент для измерения всех ваших сигналов, их суммирования, вычитания, дает вам мощность каждого сигнала, дает вам частотность его содержания.

Лучший осциллограф для начинающих от Hantek (DSO5072P)

Я не думаю, что Hantek нуждается в представлении для большинства ваших сотрудников. Он известен тем, что предоставляет качественные осциллографы. Он имеет почти все функции, как в приведенном выше осциллографе. Мне нравится модель DSO5072P от Hantek для начинающих. Это просто потрясающе.

Важные особенности:

• Он имеет полосу пропускания 100 МГц, что сопоставимо с вышеупомянутыми моделями
• Количество измерительных каналов 2, довольно стандартно
• Частота дискретизации 1 ГГц / с, такая же, как и у вышеупомянутой модели Siglent
• Получил глубину памяти 40К, не впечатляет, но прилично
• 8 бит разрешения АЦП

Таким образом, Hantek DSO5072P (ссылка на официальный магазин Hantek) может быть лучшей альтернативой вышеперечисленным, если у кого-то ограниченный бюджет.Это самый недорогой прицел по сравнению с приведенным выше списком, потому что вы покупаете его напрямую у производителя.

Лучший осциллограф для начинающих от Rigol (DS1052E)

Лучшими альтернативами вышеуказанному бренду являются бренды Rigol и Hantek. Я уверен, что вы, возможно, слышали об этих брендах в своем собственном исследовании лучших осциллографов для начинающих, если этот пост не будет вашим самым первым.

Если говорить о конкретном бренде, Rigol — известная компания, производящая цифровые осциллографы с 1999 года.Ее продукция используется во всем мире, и люди очень довольны ее продукцией.

Я обнаружил, что у них отличное обслуживание клиентов, и я отвечу на любой вопрос, который вы им задаете.

Важные характеристики:

• Модель имеет 2 канала, лучше всего подходит для диагностики автомобилей. А если вы имеете дело с большим количеством сигналов одновременно, эта модель для вас.
• Полоса пропускания 50 МГц, что вдвое меньше, чем у модели
Siglent.
• Частота дискретизации в реальном времени 1 Гвыб / с
• Внешний запуск
• Математические функции, включая БПФ
• Глубина памяти 1 Mpts, такая же, как у модели
выше
• Поставляется в красивой упаковке и имеет красивый яркий экран.
• Это так здорово, с ним приятно работать

Таким образом, Rigol DS1052E (Amazon Link) — лучший осциллограф для начинающих. Он имеет приличную цену и обладает всеми необходимыми функциями для ваших проектов в области электроники. Если вы ищете 4 канала, то проверьте на этом осциллографе Rigol (ссылка на Amazon). Этот парень получил расширяемую полосу пропускания, что является очень крутой функцией, так как позже вы решили перейти на более высокую пропускную способность, тогда вам не нужно было бы покупать другие прицелы, просто увеличивая полосу пропускания вашего захватывающего прицела.

Есть ли другие отличные варианты?

Очевидно, что существует множество моделей и производителей, которые делают лучшие осциллографы для начинающих, которые вы можете проверить в Интернете. Вы также увидите несколько USB-устройств, только не покупайте их. Они не очень хороши, пока вы не купите качественный.

Портативная модель (FNIRSI-1C15)

Другой вариант, недорогой осциллограф, представляет собой портативную модель. FNIRSI 1c15 (ссылка на AliExpress) имеет множество вариантов выбора полосы пропускания.Так что, что бы вы ни думали, этот парень прикрывает вашу спину.

Важно отметить, что этот прицел имеет сертификаты UL, CE, класс безопасности CAT II. Если вы не знаете об этих условиях, просто помните, что они являются стандартами безопасности. Наконец, они работают очень тихо, поскольку у них нет охлаждающего вентилятора, что означает большую надежность.

Руководство по покупке

Выбор любого лучшего осциллографа для начинающих зависит от нескольких вещей и параметров.Это также зависит от того, кто вы: инженер-конструктор, который диагностирует эксплуатационные и проектные проблемы, инженер-автомобилестроитель, измеряющий вибрации, техник по ремонту, или вы просто пытаетесь обслуживать свое электронное оборудование.

Прежде чем переходить к техническим параметрам и другим вещам, очень полезно сначала ответить на следующие вопросы.

• В какой ситуации вам понадобится прицел, т.е. где вы собираетесь его использовать. Например, на скамейке, у клиента, под капотом вашего автомобиля.
• Сколько сигналов вы хотите измерять одновременно? Например, сколько измерительных каналов вам потребуется в вашем прицеле.
• Предположение о самых высоких частотах, которые вы будете измерять с помощью осциллографа. По моему мнению, вы должны быть очень уверены в том, что ваш частотный диапазон будет измеряться осциллографом. Это очень важный вопрос, пожалуйста, обратите на него самое пристальное внимание.
• Каковы амплитуды ваших сигналов? Если не знаешь, оставь. Это нормально.
• Сигналы, которые вы собираетесь измерять, периодические или непериодические?

Настольный прицел немного тяжелый и предназначен для более профессиональной работы в лаборатории.Настольный прицел относительно дороже остальных. Если вы собираетесь использовать свой прицел в полевых условиях или для диагностики автомобилей, вам понадобится портативный.

Технические параметры

Электронный прибор определяется как хороший или плохой на основании оценок некоторых параметров. Мультиметр хорош, если у него высокий импеданс, и плохо, если у него плохие меры безопасности. То же самое и с осциллографом.

Ниже приведены параметры, которые, я думаю, вам следует понять, прежде чем вы сможете судить о каком-либо осциллографе как о хорошем или плохом.Эти параметры не ограничиваются только начинающими осциллографами, вы можете применить их к любому осциллографу.

Пропускная способность

Полоса пропускания ограничивает способность осциллографа измерять сигнал. Он показывает диапазон частот, который осциллограф может точно измерить. Согласно IEEE 1057, полоса пропускания определяется как «точка, в которой амплитуда входной синусоидальной волны уменьшается на 3 дБ (приблизительно 30%) относительно ее уровня на более низкой опорной частоте».

Другими словами, полоса пропускания задается на частоте, на которой синусоидальный входной сигнал ослабляется до 70.7% от истинной амплитуды сигнала. Таким образом, чем больше полоса пропускания, тем мощнее осциллограф, а также он и самый дорогой.

Но эмпирическое правило для выбора хорошей полосы пропускания должно иметь полосу пропускания в 5 раз больше, чем основная частота вашего измерительного сигнала. Очень хороший момент для новичков. Если у вас широкая полоса пропускания и вы играете с низкочастотным сигналом, вы не получите точных результатов. Вместо отличных результатов вы получаете много шума.

Частота дискретизации

Частота дискретизации — это способность осциллографа к тому, насколько быстро он может регистрировать количество отсчетов в секунду, или, простыми словами, она определяет количество информации о форме сигнала, захваченной и отображаемой на экране.

Чем выше частота дискретизации, тем больше разрешение и, как следствие, на дисплее отображается каждая деталь вашего сигнала.

Приведенное выше уравнение является критерием Niquest для частоты дискретизации. Осциллографы должны подчиняться этому, чтобы называться хорошими или лучшими осциллографами для начинающих. Это промышленное практическое правило. Но некоторые промышленники также рекомендуют частоту дискретизации, которая в 3-5 раз превышает пропускную способность. Причина, по которой они предоставляют, заключается в том, что вам нужна высокая частота дискретизации, чтобы увидеть любые неожиданные сбои или аномалии.

Таким образом, чем больше у вас выборок за каждый период, тем больше деталей сигнала вы получите. Давайте посмотрим, что предлагает Keysight Labs по поводу частоты дискретизации и пропускной способности.

Хороший момент для того, чтобы отметить, что без надлежащей полосы пропускания вы получите ослабленный или искаженный сигнал. Без достаточной частоты дискретизации у вас не будет информации, которая очень необходима для отображения точной частоты, времени нарастания и спада вашего сигнала.Вы также можете сразу пропустить любой сбой или аномалию.

Важно перепроверить частоту дискретизации осциллографа, когда все каналы включены. Обычно, когда используется несколько каналов, частота дискретизации разделяется между каналами. Если вы используете более одного канала, убедитесь, что частота дискретизации по-прежнему достаточна.

Глубина памяти

Глубина памяти — это объем памяти осциллографа для хранения сигналов. Большая глубина памяти означает, что вы можете захватывать сигнал с максимальной частотой дискретизации.Это очень хорошая функция, и хороший осциллограф должен иметь хороший объем памяти глубины. Но это дорого обойдется.

Память осциллографа напрямую связана с частотой дискретизации. Чем больше у вас памяти, тем выше вы можете поддерживать частоту дискретизации осциллографа при захвате более длительного периода времени. Чем выше частота дискретизации, тем выше эффективная полоса пропускания осциллографа.

Частота обновления сигнала

Это время, необходимое осциллографу для обновления экрана.Это отличная и важная функция, на которую стоит обратить внимание. Конечно, кому нужен осциллограф, когда на обновление экрана уходит слишком много времени. В такой ситуации велика вероятность пропустить важный сигнал.

Размер и стоимость

В лаборатории используется настольный осциллограф. Возможно, найдутся люди, которые будут использовать осциллограф для диагностики автомобилей. Для таких людей, которые носят осциллограф повсюду, его размер должен иметь большое значение.

Стоимость — большой вопрос.Но у вас не может быть дешевого осциллографа с большими возможностями. Этого просто не может быть. Хорошая полоса пропускания, частота дискретизации, встроенный генератор волн, БПФ, дополнительные каналы, хорошая глубина памяти — это параметры, которые будут стоить вам денег.

Количество каналов

Двух каналов более чем достаточно, если вы только начинаете заниматься электроникой. Причина в том, что если вы собираетесь использовать более двух каналов, дополнительные каналы просто удорожают осциллограф.

Например, вы хотите одновременно видеть связь Arduino.Двух каналов будет достаточно, чтобы увидеть, что поступает на ваш Arduino, а что уходит от него, или чтобы увидеть разность фаз между 2 последовательностями импульсов или любыми двумя сигналами.

Выше приведены ключевые параметры, которые, на мой взгляд, составляют полное руководство по покупке лучших осциллографов. Помимо этого, вам также следует принять во внимание некоторые особенности.

Давайте поговорим о них в следующем.

• Имеет удобный графический интерфейс. Есть много прицелов с настолько уродливой графикой, что людям очень сложно точно управлять прицелом.
• Математические функции, включая БПФ.
• Внешний запуск
• USB-накопитель
• Опция дистанционного управления
• Цельнокорпусная конструкция
• Свободное считывание EMI ​​/ EMC
• Низкий уровень шума
• Высококачественные пробники для уменьшения искажений сигнала

Вопросы, требующие ответа

Мы поговорили о технических вещах, чтобы получить ответы на следующие вопросы. Рекомендую, отвечайте на них очень внимательно.

Какая пропускная способность вам потребуется?

Умножьте самую высокую частоту на 5. Например, если ваша самая высокая частота измерения составляет 10 МГц, то идеальный осциллограф для начинающих — это осциллограф с полосой пропускания 50 МГц.

Для указанной наивысшей частоты вы также можете использовать осциллограф с полосой пропускания 100 МГц, но это не очень хорошая идея. Потому что это будет стоить вам больше денег и, что наиболее важно, вы также можете получить высокий уровень шума. Если вы думаете, что не уверены в будущем, при необходимости вы можете увеличить пропускную способность.

Какая частота дискретизации вам понадобится?

Следуйте критерию Найквиста , который гласит, что частота дискретизации должна как минимум вдвое превышать максимальную частоту, которую вы хотите измерить. Например, если ваша максимальная частота составляет 10 МГц, то идеальный осциллограф для вас должен иметь частоту дискретизации 20 мс / с. Опять же, более высокая частота дискретизации приведет к увеличению затрат.

Анализ случайных сигналов для захвата случайных и редких сигналов или сбоев?

А в ваших проектах будет расследование глюков? Под сбоями я подразумеваю небольшие случайные импульсные сигналы, которые вызывают внезапный отказ системы.Если да, то выберите тот, у которого высокая скорость захвата формы сигнала и большая глубина памяти. Апгрейд с высокой волной может быть здесь плюсом, но он недоступен, тем не менее, все в порядке.

Какое разрешение и точность вам нужны?

При восьмибитном разрешении вы можете обнаружить изменение сигнала в лучшем случае на 0,4%. Для таких приложений, как датчики звука, шума, вибрации и контроля (температуры, тока, давления), восьмиразрядный осциллограф часто не подходит, поэтому вам следует рассмотреть 12- или 16-битные альтернативы.С осциллографом с более высоким разрешением возможны более точные измерения.

Сколько стоят осциллографы?

Цены на осциллографы основаны на многих параметрах, но в основном на следующих:

• Пропускная способность
• Частота дискретизации
• Количество каналов
• Глубина памяти
• Частота обновления сигнала

Чем выше указанные параметры, тем выше цены.

Теперь, если я запутал вас слишком большим количеством технических вещей.Забудьте об остальном и сосредоточьтесь на первых двух. Чем выше требования к полосе пропускания и частоте дискретизации, тем выше вы должны платить за качественный осциллограф. И помните, что дешевого осциллографа не бывает.

Спасибо, что дожили до конца. Надеюсь, эта статья была вам полезна. Напоминаем, что указанные выше продукты, лучшие осциллографы, отбираются очень тщательно, с учетом требований и потребностей пользователей. Отбор осуществляется путем определения приоритетности обзоров полевых специалистов, зрелости брендов, анализа затрат, тестирования продуктов и множества других определяющих факторов.

Другие полезные сообщения:

Как откалибровать осциллограф

Обновлено 25 сентября 2019 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Если вы хотите убедиться, что ваши весы сообщают вам, сколько вы на самом деле весите, вы можете проверить, что они показывают «0», когда есть ничего на нем. Вы можете использовать этот метод, известный как калибровка, для многих устройств, выполняющих измерения. Если вам интересно узнать о природе электронных сигналов, могут пригодиться осциллографы, но вам также необходимо откалибровать их.

Настройка осциллографа

Осциллографы можно использовать для измерения электронных сигналов. Эти устройства выдают форму волны, кривую, представляющую электрический сигнал для входного напряжения или источника питания. Прежде чем вы сможете использовать его для проведения измерений, вы должны откалибровать осциллограф с известным количеством контролируемых значений. Это гарантирует, что ваши измерения соответствуют стандартам, принятым учеными и инженерами.

Перед тем, как начать процедуру калибровки осциллографа, заземлите осциллограф, чтобы защитить себя от поражения электрическим током и защитить свои схемы от повреждений.Для этого подключите трехконтактный шнур питания к розетке, заземленной на землю. Вам нужна электрически нейтральная контрольная точка, чтобы отправлять избыточную электрическую мощность на землю, но также можно использовать корпуса, изолирующие осциллографы для предотвращения утечки заряда.

Настройте осциллограф на просмотр первого канала и выберите положение среднего диапазона для вертикальной шкалы вольт (или деления) и шкалы для элементов управления положением. Отключите переменное напряжение (или деление), а также настройки увеличения и установите вход первого канала на постоянный ток (DC).Установите автоматический режим триггера, чтобы можно было стабилизировать кривую формы сигнала, и установите источник триггера на первый канал.

Убедитесь, что удержание триггера установлено на минимум или выключено. Это гарантирует, что устройство использует как можно меньше времени между сигналами. Используйте средние позиции для управления временем (или делением) по горизонтали. Измените напряжение первого канала, чтобы сигнал имел как можно больше вертикальных размеров, которые он может занимать.

Процедура калибровки осциллографа

Подключите пробник осциллографа, чтобы вы могли измерить каждое значение, которое необходимо откалибровать.Вы можете сделать это, подключив заземляющий наконечник к заземляющему материалу с известным током и напряжением в электрической цепи и прикоснувшись наконечником щупа к контрольной точке, чтобы затем можно было настроить осциллограф в соответствии с известными свойствами.

Изменяйте элементы управления осциллографа для положения x, положения y, времени, напряжения, интенсивности и фокуса, пока форма сигнала не будет соответствовать свойствам известного материала. Вы также можете откалибровать переключение каналов, вертикальные каналы, полосу пропускания, импульсную характеристику, время нарастания, курсоры и все остальное, что измеряет осциллограф, с любой точностью.

Вы также можете подключить пробник к калибровочной клемме осциллографа с этикеткой напряжения. Этот калибровочный терминал должен отображать прямоугольную волну, которую вы можете настроить, чтобы убедиться, что она откалибрована. Для калибровки лучше всего использовать испытательные щупы с зажимом типа «крокодил», поэтому, если у вас есть заостренный наконечник, вы можете попытаться протолкнуть его через небольшое отверстие калибровочного терминала, чтобы он оставался на месте.

Важность калибровки

Калибровка прибора помогает убедиться, что стандарты, которые он использует для определенных количеств и количеств, которые он измеряет, соответствуют стандартам, которые используют ученые и инженеры.Многие компании проводят калибровочные испытания по запросу, а некоторые даже предоставляют конкретные инструкции по калибровке своих собственных приборов.

Вам следует откалибровать свои инструменты и постоянно проверять, чтобы они были откалиброваны, чтобы вы могли решать проблемы проактивным и осторожным образом, чтобы предвидеть такие изменения, как то, как изменение температуры окружающей среды может повлиять на измерения осциллографа. Это может сделать ваши результаты более надежными и дать вам

триггеров осциллографа: быстро, что и как

Итак, у нас есть вертикальный график напряжения и горизонтальная развертка, но наш сигнал просто сойдет с ума на нашем экране, если мы не развернем в одной и той же точке формы волны.Вот здесь и появляются триггеры, позволяющие нам несколькими способами зафиксировать наш сигнал в точке на нашем графике.

Триггеры — это метод, с помощью которого осциллограф синхронизирует данные о напряжении и времени формы сигнала, позволяя просматривать сигнал с привязкой к точке напряжения / времени для дальнейшего анализа. По сути, ваши предустановленные методы запуска запрограммированы в вашем осциллографе, вам просто нужно установить условие (иногда несколько условий), на которое будет обращать внимание ваш осциллограф. Когда ваша форма волны удовлетворяет этому условию, ваш осциллограф начнет выборку и отобразит ее в центре экрана.Многие методы запуска доступны с современными DSO, самый простой из них — запуск по фронту.

Прежде чем мы углубимся в синхронизацию по фронту (и все другие типы), мы собираемся представить режимы триггера как можно короче и проще.

Режимы триггера управляют тем, как ваш осциллограф начнет сканировать ваш сигнал. Для обычного прицела доступны режимы Auto и Normal (с другими вариантами, доступными по более высокой цене / качеству). В нормальном режиме осциллограф будет качаться, если сигнал достигает определенной точки запуска.Если сигнал не достиг этой точки запуска, осциллограф либо ничего не отобразит (пустой экран), либо отобразит последний считанный сигнал в виде статического сигнала на дисплее (см. Первый снимок экрана). Обратите внимание, что осциллограф находится в состоянии WAIT (зеленый текст, верхний левый угол), поскольку он ожидает запуска и отображения сигнала. Однако в автоматическом режиме осциллограф будет сканировать независимо от условий запуска. Это может привести к появлению на вашем дисплее сумасшедшего колеблющегося сигнала, поскольку он не привязан к установленному триггеру по напряжению / времени.Снимок экрана 2 — пример чтения в автоматическом режиме без срабатывания; посмотрите, как теперь горит символ AUTO в левом верхнем углу, а не WAIT.

Теперь вы имеете некоторое представление о двух основных режимах, связанных с запуском, давайте подробнее рассмотрим запуск по фронту. С запуском по фронту вы устанавливаете пороговый уровень напряжения и наклон для вашего осциллографа, чтобы начать развертку при выполнении этих условий. Например, на нашем Rigol 1074z у нас есть опции для включения наших краевых триггеров (см. Настройку в правом верхнем углу каждого из снимков экрана):

1. Возрастающая часть волны (градиент вашего сигнала положительный) при определенном напряжении
2. Спадающая часть волны (градиент сигнала отрицательный) при определенном напряжении
3. На восходящей или падающей части волны при определенном напряжении.

Мы используем элементы управления на передней панели для установки различных параметров по мере необходимости. Используя функцию AUTO, мы устанавливаем осциллограф на начало выборки, когда сигнал увеличивается и проходит порог 1.0V. Вы можете видеть, что наш сигнал был зафиксирован в этой точке на скриншоте 2. Запуск по фронту — это режим запуска по умолчанию, который использует наш осциллограф, и его очень легко понять.

---

Существует множество опций, помимо запуска по фронту, доступных для DSO, как показано на снимке экрана C.Я собираюсь рассмотреть несколько других вариантов аналогично тому, как мы исследовали срабатывание Edge.

Импульсный запуск (или запуск по ширине ) позволяет вам указать условие запуска как полярность импульса (положительный или отрицательный) и ширину (для нашего Rigol диапазон составляет от 8 до 10 нс). Если сигнал имеет импульс указанной длительности и полярности, ваш осциллограф начнет их выборку. Импульсный запуск может быть особенно удобен, когда дело доходит до исследования потоков последовательных данных, поскольку вы получаете такой точный горизонтальный контроль.

При запуске по наклону нашими условиями запуска являются нижний и верхний пороговые значения напряжения (это верно, два уровня напряжения), а также период времени нижнего предела для времени нарастания и спада сигнала. Если напряжение изменяется на величину (см. Дельта V, дельта — это просто термин, используемый для количества изменения; обычно между двумя значениями) в определенный период времени, осциллограф зафиксируется в этой точке. Этот метод особенно хорош для захвата треугольных и пилообразных волн.

Триггер тайм-аута Тип позволяет сократить «мертвые времена» в вашей системе. Если сигнал остается неизменным в течение определенного времени, он может сигнализировать о проблемах в системе. Триггер по таймауту позволяет очень легко получить эту информацию с помощью вашего прицела. Условия, которые вы определяете для использования этого типа триггера, следующие:

• Наклон наклона (обозначается повышением / понижением при заданном пользователем напряжении)
• Период «тайм-аута».

Режим Runt trigger Режим позволяет запускать сигналы, которые пересекают один порог напряжения, но не второй порог, прежде чем они вернутся ниже начального порога.Представьте себе меньший сигнал, который может мешать логике вашей системы. Мы можем выбрать положительный, отрицательный или любой другой в качестве условия полярности. Мы также устанавливаем квалификатор периода времени, работающий как триггер по ширине импульса, поверх типичных пороговых уровней срабатывания.

Запуск по окну может быть полезен для уточнения сигнала, имеющего несколько логических уровней. С помощью этого типа триггера вы устанавливаете «окно», используя уровни напряжения, а затем устанавливаете положение для запуска.Доступные позиции: вход в окно, выход из окна, или вы можете установить временную область для рамки вашего окна.

Триггер с задержкой позволяет использовать несколько каналов и запускать триггер для одного канала в зависимости от сигнала, считанного из другого канала. При срабатывании задержки вы устанавливаете источник A и источник B, а затем логику нарастания или спада для каждого источника. Затем вы выбираете тип задержки из опций <,>, <>,> <вместе с периодом времени (эти опции работают так, как вы ожидаете).Каждый из типов задержки имеет соответствующую настройку времени, которая становится доступной при их выборе, так как для типа <требуется только верхний предел, тогда как для типа <> требуется как верхний, так и нижний предел.

Хотя есть еще несколько вариантов, которые вы можете использовать для типов запуска с вашим осциллографом (видео, шаблон, N-й тип), эта статья предназначена для начинающих, и мы решили, что лучше никого не перегружать. Описанные выше методы должны научить вас базовым навыкам запуска.

Итак, у нас есть вертикальный график напряжения и горизонтальная развертка, но наш сигнал просто сойдет с ума на нашем экране, если …

Руководство для начинающих по TDS 210 и TDS 220 …

Руководство для начинающих TDS 210 и TDS 220 Осциллографы Дэвид С.Lay P. Eng Предисловие Это руководство содержит информацию, которая поможет вам познакомиться с работой с цифровыми микроскопами. Вам следует проработать эти уроки, если у вас ограниченные познания в области осциллографов или если вы имеете только базовое представление о и простых аналоговых осциллографах. Уроки этого руководства помогут вам следующими способами: • Быстрая возможность использования цифрового осциллографа • Избегайте некоторых ловушек, в которые вы можете попасть в • Избегайте сложных функций, которые могут мешать выполнять простые измерения. Чтобы получить максимальную пользу от этого руководства, вы должны использовать его при проработке каждого урока с < strong> TDS 210 или TDS 220 осциллографа и a функция роды от до г.

No related posts.